Ciencia Mujeres en la ciencia

Mujeres en la ciencia: Linda Buck

Perder el olfato es peligroso, una fuga de gas, un incendio o la insalubridad de los alimentos nos pueden pasar desapercibidos sin este sentido, además, no tenerlo significa no disfrutar nuestro entorno, una naranja, el café o el olor de nuestros amantes. Reparar en nuestro olfato no es frecuente aunque nos acompañe todo el tiempo, la pandemia causada por SARS-Cov-2 vino a recordarnos lo valioso que es oler, pues la anosmia, falta de olfato, es uno de los síntomas mas frecuentes a causa este virus.

A inicios de la década de los 90, no eran conocidos los mecanismos que nos permiten oler y distinguir entre tantos olores, pero gracias a los estudios de la bióloga estadounidense Linda Buck hoy conocemos cómo opera nuestro sistema olfativo, un sentido sin el que la vida simplemente sería diferente.

La investigadora trabajó desde muy joven junto al médico Richard Axel. Sus indagaciones conjuntas les llevaron a ganar el premio Nobel de fisiología o medicina por descubrir los “receptores odorantes y la organización del sistema olfativo”.

Al ser reconocida internacionalmente, Linda Buck destacó que como científica esperaba “sinceramente que recibir un Premio Nobel envíe un mensaje a las mujeres jóvenes de todo el mundo de que las puertas están abiertas para ellas y que deben seguir sus sueños”.

Asomar las narices

Linda Buck nació en Seattle, Washington, al hablar con la Fundación Nobel sobre su vida destacó que, en su familia, se le enseñó a pensar con independencia y mirada crítica (1), cree que esas dos herramientas la llevaron a buscar un espacio en el cual desarrollar con libertad su curiosidad teniendo en mente que debía hacer de su quehacer algo relevante.

Estudió psicología y en su búsqueda de un campo apasionante para desempeñarse llegó a la biología, asomando las narices en los temas que le emocionaba ella dio con Ellen Vitetta, experta en inmunología y quien le enseñó a investigar, trabajar con ella le permitió pensar “en términos de moléculas y los mecanismos que subyacen a los sistemas biológicos”.

Sus primeros estudios abordaban respuestas inmunitarias, estos la llevaron a entender que para estudiar mecanismos moleculares debía aprender técnicas de biología molecular. Con eso en mente, llegó a la Universidad de Columbia, al laboratorio de Richard Axel (4), donde el investigador se había centrado en estudios moleculares del sistema nervioso usando como organismo modelo un caracol marino llamado Aplysia.

Un organismo modelo en biología es una especie usada para estudiar procesos biológicos, rasgos o enfermedades; son candidatas las especies que pueden mantenerse y reproducirse fácilmente o que tengan ciclos de generación cortos o de las que sea posible generar mutantes de formas simplificadas para las investigadoras.

Linda Buck inició estudiando Aplysia, al clonar los genes del caracol expresados en una neurona y en otra no, para esto aprendió técnicas moleculares como aislar neuronas y localizarlas. Esta investigación fue su introducción a la neurociencia, rama de la que quedó fascinada por “la diversidad celular y las conexiones del cerebro”.

También observó la posibilidad de las diferentes neuronas de producir programas fisiológicos con componentes superpuestos; es decir, con funciones estrechamente vinculadas pero a la vez específicas. Al final de su proyecto con Aplysia, leyó un artículo que cambió su vida: este abordaba los posibles mecanismos para detectar olores.

El inicio del viaje

Una vez involucrada con este tema, su primer pregunta fue: ¿cómo se detectan los olores en la nariz? El camino trazado antes le sugería la existencia de receptores de olores, estas eran moléculas propuestas pero sin evidencia de su existencia.

Para encontrar estos receptores capaces de diferenciar entre más de 10 mil olores diferentes Linda Buck decidió buscar genes que codifican las proteínas, ella buscó algo similar al gen de la insulina que codifica la insulina.

Logró identificarlos teniendo como hipótesis que dado que podemos diferenciar olores, había una familia de estos receptores estrechamente relacionados y que se expresaban en el epitelio olfatorio, donde se ubican las neuronas sensoriales olfativas (2).

Hoy sabemos, gracias a su investigación, que los olores ingresan a las cavidad nasal por la inspiración y que estos son atrapados por el moco, ahí encuentran una proteína fijadora de olores la cual atrapa los odorantes y los lleva a las proteínas olfatorias: los receptores.

Estos últimos están acoplados a unas proteínas denominadas G que, al activar receptores, inician un proceso de despolarización, es decir, se enciende una señal eléctrica que es el primer paso en la generación de un potencial de acción, o sea, la emisión de un mensaje y que culmina con la activación de las neuronas olfativas.

Frente a este primer descubrimiento Linda Buck dijo: “Al mirar las primeras secuencias de receptores de olores obtenidos de ratas, me conmovió la maravillosa invención de la naturaleza”.

Con este trabajo, descubrieron una gran familia de mil genes diferentes, alrededor del tres por ciento de nuestros genes, que permiten el mismo número de receptores olfativos, los cuales reciben información y la envían al cerebro siendo capaces de reconocer y memorizar más de 10 mil sustancias odoríficas, todos los receptores son proteínas que están relacionadas pero cada una es única, así son activadas por diferentes moléculas de olor. 

Crédito: Centralx

En 1991, Linda Buck y Richard Axel publicaron la primera gran investigación que llevó a la identificación de receptores odorantes. Ese año Buck entró a Harvard como profesora asistente de neurobiología.

¿Cómo ordena nuestro cerebro la perfumería del mundo?

El siguiente paso en sus indagaciones fue entender cómo se organizan las señales de esos receptores en el cerebro, de modo que tengamos diversas percepciones al oler. En esta misión de 10 años, Linda Buck estuvo acompañada por estudiantes y becarios posdoctorales.

Primero, buscó la organización de los receptores odorantes (OR) en el epitelio olfativo. Tras clonar y secuenciar genes OR, pudieron analizar las señales eléctricas provenientes de estas células y las compararon, fue la estudiante Susan Sullivan quien realizó el trabajo minucioso de registrar a mano la ubicación de las células etiquetadas tras verlas en diapositivas fotográficas.

Con este proceso e investigaciones más específicas en colaboración con otras de sus estudiantes, encontró que cada célula no reacciona a una sola sustancia, sino a varias moléculas relacionadas y que lo hacen con diferentes intensidades, por lo que aunque miles de neuronas expresan el mismo OR están muy dispersas en el epitelio y nos permiten un abanico de sensaciones olfativas.

Luego encontraron que los axones, prolongaciones neuronales, de ciertos receptores convergen en glomérulos específicos en el bulbo olfatorio (3), que es el área olfatoria primaria del cerebro.

Con esto pudieron señalar que: “La mayoría de los olores se componen de múltiples moléculas de olor, y cada molécula de olor activa varios receptores de olor. Esto conduce a un código combinatorio que forma un “patrón de olor”, algo así como los colores en una colcha de retazos o en un mosaico. Esta es la base de nuestra capacidad para reconocer y formar recuerdos de aproximadamente 10 mil olores”.

En su Conferencia Nobel, Linda Buck indicó que cada nuevo enfoque de investigación permitió explicar otros asuntos de nuestra vinculación con el olor como la forma en que un cambio en la percepción del olor puede cambiar la calidad de lo percibido.

Regresar a Seattle con miras al futuro

En 2002, regresó a su ciudad natal, donde continuó explorando el sistema olfativo y se adentró a temas como el de las feromonas buscando cómo estas provocan comportamientos instintivos, e incluso su equipo se interesó por cómo se vinculaba el olor con impulsos básicos como el miedo, el apetito y la reproducción.

Finalmente, en 2004, el cúmulo de investigaciones alrededor de nuestro sistema olfatorio la llevaron a ganar Nobel del año 2004 en Fisiología o Medicina.

En estos días en que para andar el espacio público debemos tener las narices bajo un cubrebocas nos hemos perdido algunos olores, la primavera llegará y tal vez algunos matices nos pasen desapercibidos, pero gracias a Linda Buck la forma en que olemos y somos capaces de distinguir entre un torrente de olores no es un misterio, sino una pila de conocimiento sobre la que podemos comprender nuevas conexiones de nuestro vivir y el de otros animales en relación al olor. 

Fuentes: 

  1. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2004/buck/biographical/ 
  2. https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/buck-lecture.pdf
  3. https://askabiologist.asu.edu/cómo-sabe-nariz 
  4. https://thatfelinebeat.wordpress.com/2015/08/24/richard-axel/ 

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