Od kada je počela pandemija COVID-19, bili smo mnogo svesniji svog čula mirisa.
Sada, nova istraživanja pokazuju da mirisi – poput onih koji izviru iz sazrelog voća ili fermentisane hrane – mogu dovesti do promena u načinu na koji se geni eksprimiraju unutar ćelija daleko izvan nosa.
Nalazi navode naučnike da se pitaju da li bi, uz mnogo više istraživanja, njušenje isparljivih jedinjenja u vazduhu moglo da bude način za lečenje raka ili spore neurodegenerativne bolesti.
Iako ideja o isporuci leka preko nosa nije neka nova ideja, to je, naravno, ogroman skok, od eksperimenata na ćelijama, muvama i miševima. Takođe mogu postojati nepredviđeni zdravstveni rizici povezani sa testiranim jedinjenjima, tako da je potrebno više studija da bi se bolje razumele posledice ovog intrigantnog otkrića.
„To izlaganje mirisu može direktno da promeni ekspresiju gena, čak i u tkivima koja nemaju receptore za mirise, bilo je potpuno iznenađenje“, kaže Anandasankar Rai, ćelijski i molekularni biolog sa Univerziteta Kalifornija (UC) Riverside i viši autor studije.
Tim je izlagao voćne mušice (Drosophila melanogaster) i miševe različitim dozama paracetilnih para, tokom 5 dana. Diacetil je isparljivo jedinjenje koje kvasac oslobađa tokom fermentacije voća. Istorijski se koristio za davanje arome poput putera u hrani poput kokica, a ponekad je prisutan i u e-cigaretama. Takođe je nusproizvod pivarstva.
U ljudskim ćelijama uzgojenim u laboratoriji, tim je otkrio da diacetil može da deluje kao inhibitor histon deacetilaze (HDAC). To je izazvalo velike promene u ekspresiji gena kod muva i miševa, uključujući ćelije mozga životinja, pluća miševa i antene muva.
HDAC su enzimi koji pomažu da se DNK čvršće omota oko histona, tako da ako su inhibirani, geni se mogu lakše eksprimirati. HDAC inhibitori se već koriste kao tretmani za rak krvi.
U narednim eksperimentima, istraživači su otkrili da paracetilne pare zaustavljaju rast ćelija ljudskog neuroblastoma, uzgajanih u posudi. Izloženost je takođe usporila napredovanje neurodegeneracije u modelu Huntingtonove bolesti kod muva.
„Naše važno otkriće je da neka isparljiva jedinjenja koja se emituju iz mikroba i hrane mogu izmeniti epigenetska stanja u neuronima i drugim eukariotskim ćelijama“, kaže Rej. „Naš je prvi izveštaj o uobičajenim volatilama koji se ponašaju na ovaj način.
Tim je proučavao efekte diacetila kao dokaz koncepta, ali s obzirom na druga istraživanja koja pokazuju da udisanje diacetila izaziva promene u ćelijama disajnih puteva, pa čak i bolest pluća koja se zove obliterativni bronhiolitis, ili ‘pluća kokice’, „ovo jedinjenje možda nije savršen kandidat za terapiju“, priznaje Rais.
„Već radimo na identifikaciji drugih hlapljivih materija koje dovode do promena u ekspresiji gena“, dodaje Rej, koji je osnovao dve start-ap kompanije i podneo nekoliko patenata na osnovu rada svog tima.
Postoji i mnoga druga ograničenja u radu. Kao što jedan recenzent studije ističe, studija „ne pruža detaljnu analizu osnovnih mehanizama“ koji bi mogli da objasne kako mirisi izazivaju epigenetske promene u ćelijama daleko od nosa.
Da li produženo ili ponovljeno izlaganje uobičajenim mirisima može imati dugoročne posledice takođe je bilo van okvira ove pretkliničke studije zasnovane na laboratoriji. Zapamtite, kako se kaže, doza je ta koja pravi otrov.
„S obzirom na naše ponovljeno izlaganje određenim ukusima i mirisima, nalazi koji su ovde navedeni naglašavaju novo razmatranje za procenu bezbednosti određenih isparljivih hemikalija koje mogu da prođu kroz ćelijsku membranu“, napominju istraživači u svom radu.
Možda je praktičnija primena ovog rada u poljoprivredi, pošto biljke takođe sadrže HDAC enzime, a druga istraživanja su pokazala da pokazuju snažan i iznenadni odgovor na isparljive hemikalije u vazduhu.
Studija je objavljena u eLife-u.
