Naukowcy znaleźli dowody, że zapachy wydobywające się z dojrzewających owoców lub ze sfermentowanej żywności, potrafią doprowadzić do zmian w ekspresji genów w komórkach znajdujących się daleko poza nosem, czyli nie bezpośrednio w komórkach węchowych. Badacze próbują teraz zrozumieć w jaki sposób i dlaczego dochodzi do tego typu zmian oraz jakie są szanse na wykorzystanie tego odkrycia do leczenia chorób u ludzi, ale także u zwierząt czy chorób roślin uprawnych.
Leki do wąchania?
Czy wąchanie pewnych substancji pomoże kiedyś w leczeniu raka lub spowolni postęp choroby neurodegeneracyjnej? Mamy już pierwsze wyniki badań. I to obiecujące. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego (USA) zbadali jaki wpływ na ekspresję genów ma związek zapachowy o nazwie diacetyl. Jest to lotny związek wydzielany przez fermentujące owoce, a także produkt uboczny produkcji piwa. Do eksperymentów użyli muszek owocowych i myszy oraz komórek ludzkich hodowanych w laboratorium. Przez 5 dni naukowcy poddawali muszki owocowe (Drosophila melanogaster) i myszy działaniu różnych dawek oparów diacetylu. Wyniki badań opublikowali w czasopiśmie "eLife".
Okazało się, że ten związek zadziałał jako inhibitor deacetylazy histonowej (HDAC). Deacetylaza histonowa to białka, które pomagają komórkom rosnąć i dzielić się. Inhibitory z kolei to substancje chemiczne, która powodują spowolnienie lub zatrzymanie reakcji chemicznej. W efekcie doszło do wielu zmian w ekspresji genów u much i myszy, w tym w komórkach mózgowych, w płucach myszy oraz w czułkach much.
To, że narażenie na środek zapachowy może bezpośrednio zmienić ekspresję genów, nawet w tkankach, które nie mają receptorów węchowych, było całkowitym zaskoczeniem
– mówi serwisowi ScienceAlert dr Anandasankar Ray, biolog komórkowy i molekularny na Uniwersytecie Kalifornijskim (UC) w Riverside i współautor badania.
Inhibitory deacetylazy histonowej są już stosowane w leczeniu raka krwi. Teraz naukowcy odkryli, że opary diacetylu hamują wzrost ludzkich komórek nerwiaka niedojrzałego (śmiertelna choroba nowotworowa współczulnego układu nerwowego i atakująca dzieci) - choć tylko w warunkach laboratoryjnych (komórki hodowane w laboratorium i poddawane eksperymentom to zwykle jeden z pierwszych etapów sprawdzania hipotezy). Zauważono też spowolnienie procesów neurodegeneracji w muchowym modelu choroby Huntingtona (czyli znowu były to tylko eksperymenty laboratoryjne, w izolowanych warunkach, a nie badanie na żywym organizmie).
- Zmiany te silnie sugerują, że pewne substancje lotne w otoczeniu mogą mieć głęboki wpływ na acetylację histonów, ekspresję genów i fizjologię u zwierząt - piszą naukowcy w podsumowaniu.
Autorzy badania podkreślają, że jako pierwsi zbadali i opisali, jak działa na organizm zwierząt jedna z powszechnie występujących, zwykłych substancji lotnych. Pokazali, że niektóre lotne związki, emitowane przez drobnoustroje i żywność, mogą zmieniać stany epigenetyczne w neuronach i innych komórkach eukariotycznych (czyli posiadających jądro komórkowe z chromosomami). Eksperci przypominają jednak, że "dawka czyni truciznę". Chodzi o to, że wcześniejsze badania pokazały, iż wdychanie diacetylu powoduje zmiany w komórkach dróg oddechowych, a nawet chorobę płuc zwaną zarostowym zapaleniem oskrzelików.
Chociaż w przekonujący sposób wykazano wpływ diacetylu na zmiany w ekspresji genów i fenotypy zwyrodnieniowe, konieczne są dalsze badania w celu ustalenia, czy i w jaki sposób neurony czuciowe węchowe i receptory węchowe pośredniczą w opisanym przez autorów działaniu
- czytamy na stronie eLife.
