L’olfatto è da lungo tempo considerato il senso più complesso e meno compreso. Un’équipe della Harvard Medical School ha messo insieme la prima grande mappa che descrive come sono disposti i recettori olfattivi nel naso dei topi, utilizzando strumenti di biologia molecolare e analisi spaziale su una mole di dati senza precedenti. Questo lavoro, pubblicato su Cell e coordinato da Sandeep Datta, non solo ricostruisce il pattern di espressione dei recettori, ma suggerisce anche come quel pattern sia collegato all’organizzazione del cervello. La scoperta rovescia l’idea che l’olfatto sia strutturato in modo casuale e apre nuove piste per intervenire sui disturbi dell’olfatto.
Metodi e portata dell’analisi
Per mappare il tessuto olfattivo i ricercatori hanno combinato il sequenziamento a singola cellula con tecniche di trascrittomica spaziale, consentendo di associare l’identità molecolare delle cellule alla loro posizione anatomica.
In termini numerici, lo studio ha coinvolto l’analisi dell’RNA di quasi 2,5 milioni di neuroni sensoriali olfattivi e un dataset complessivo che comprende circa 5,5 milioni di cellule provenienti da oltre 300 topi: un livello di dettaglio raro per un tessuto sensoriale. L’approccio ha permesso di sapere non solo quali recettori fossero presenti, ma anche dove esattamente ciascun recettore veniva espresso lungo la mucosa nasale.
La forma della mappa: continuità e strip orizzontali
Contrariamente all’ipotesi prevalente di poche macro-aree disomogenee, la nuova indagine rivela un’organizzazione a gradiente continuo. I neuroni che esprimono recettori diversi si dispongono in strisce orizzontali sovrapposte che percorrono il naso dalla base alla sommità; ogni tipo di recettore occupa posizioni specifiche lungo questo asse.
Nel genoma del topo sono codificati oltre mille recettori olfattivi e il tessuto contiene circa venti milioni di neuroni olfattivi, ma la mappa sembra governata da un numero più piccolo di regolatori: gli autori ne individuano circa 250 coinvolti nell’assetto spaziale.
Il ruolo dell’acido retinoico
Uno degli elementi centrali individuati è il gradiente di acido retinoico nella mucosa nasale. Questo fattore molecolare funge da guida: in base alla concentrazione locale di acido retinoico, un neurone attiva il corredo genico che porta all’espressione di un certo recettore. Gli esperimenti di manipolazione — aggiungendo o sottraendo l’acido retinoico — hanno prodotto uno spostamento della mappa lungo l’asse dorsoventrale, dimostrando che il gradiente è funzionale e non solo correlativo. In pratica, il fattore morphogenetico aiuta a tradurre la posizione anatomica in un’identità molecolare precisa.
Dalla periferia al cervello: predire i glomeruli
Oltre a definire dove ogni recettore si trova nel naso, lo studio mostra che la disposizione periferica è strettamente connessa all’organizzazione centrale nel bulbo olfattivo. Ogni sottotipo di neurone deve infatti dirigere il proprio assone verso un glomerulo, la struttura cerebrale che riceve input omogenei. La mappa nasale risulta predittiva della posizione dei glomeruli nel bulbo: lo stesso programma molecolare che assegna il recettore nel naso sembra fornire segnali di instradamento degli assoni verso la meta corretta. Questo meccanismo riduce la necessità di codici distinti per periferia e cervello, ottimizzando lo sviluppo della rete olfattiva.
Limiti, variabilità e prospettive
Nonostante la precisione a livello di popolazione, esiste una variabilità tra singoli neuroni: alcune cellule esprimono recettori associati a posizioni vicine e non sempre l’assetto è assolutamente rigido.
Inoltre, il controllo esercitato dall’acido retinoico appare meno dominante in alcune regioni nasali dove vivono altri tipi cellulari, suggerendo che esistano fattori addizionali che disegnano la mappa. Rimangono aperte domande sul ruolo dell’esperienza e dell’adattamento ambientale nella rimodellazione della mappa, così come sulla traslabilità di questi risultati dall’animale all’uomo. Un altro laboratorio di Harvard ha ottenuto risultati coerenti, rafforzando la solidità delle conclusioni.
Impatto e applicazioni future
La ricostruzione della mappa olfattiva ha implicazioni concrete: conoscere il codice spaziale del naso è prerequisito per sviluppare terapie efficaci contro la perdita dell’olfatto, problema emerso con evidenza durante la pandemia di Covid. Le informazioni molecolari potrebbero guidare approcci con cellule staminali, strategie di rigenerazione tissutale o persino interfacce che riconnettano periferia e cervello. Infine, ripristinare l’olfatto non è solo una questione di piacere sensoriale: influisce sulla sicurezza alimentare, sul gusto e sul benessere psicologico, aspetti che rendono la mappa non solo un risultato di base ma anche una roadmap per interventi clinici.
