aroma de un ser humano | Escuela Médica de Harvard

Cuando termine la construcción, el nuevo laboratorio de Josefina del Mármol en el campus de la Facultad de Medicina de Harvard se parecerá mucho a los que lo rodean, con filas de bancos con productos químicos, cristalería y computadoras.

Lo que lo diferenciará son los aromas: el aroma cítrico de un compuesto llamado limoneno; la fragancia a clavo de olor de otro compuesto, el eugenol; el olor acre de la geosmina, que recuerda a una cueva húmeda.

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“Huele bastante único porque uso docenas de odorantes diferentes para mis experimentos”, dijo. “Algunos son agradables y otros horribles, y el olor a menudo persiste”.

Estos compuestos aromáticos permiten del Mármolprofesor asistente de química biológica y farmacología molecular, cuyo laboratorio se inauguró oficialmente en el Instituto Blavatnik en el HMS a fines de abril, para investigar cómo los animales detectan e identifican olores.

Usando mosquitos y otros insectos como organismos modelo, aborda preguntas de larga data sobre cómo el olfato nos ayuda a navegar por el mundo que nos rodea; ideas que espera conduzcan a nuevas formas de combatir enfermedades como la malaria, el dengue y la fiebre del Nilo Occidental que se transmiten cuando los insectos huelen a los huéspedes humanos para morderlos.

Del Mármol, quien fue reclutado para el HMS como parte de un interdepartamental búsqueda de cohorte en los dos últimos años, llega a la Escuela con un rosario de premios y publicaciones. Fue una de los siete becarios posdoctorales aceptados en el programa inaugural MOSAIC (Maximizing Opportunities for Scientific and Academic Independent Careers) de la Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular y miembro de la primera clase de becarios de investigación estudiantiles internacionales del Instituto Médico Howard Hughes.

ella hablo con Noticias de medicina de Harvard sobre las satisfacciones de estudiar el olfato y lo que quiere descubrir a continuación.

HMNoticias: ¿Qué te atrajo del sentido del olfato?

Del Mármol: Siempre me han gustado los procesos sensoriales. En los animales, lo que tenemos a nuestro alrededor son muchos estímulos físicos y químicos, y nuestras células tienen que poner todo eso en un lenguaje común. Toneladas de proteínas en la membrana celular hacen ese trabajo de maneras muy interesantes.

Trabajé en el sentido del tacto desde el principio de mis estudios de posgrado. Entonces me di cuenta de que el sentido del olfato, u olfato, es realmente misterioso a nivel molecular. No sabemos mucho acerca de cómo se detectan los olores. Es una modalidad sensorial primaria de la que sabemos muy poco.

Empecé a indagar en lo que está pasando. ¿Por qué no sabemos más? En los últimos 30 años, ha habido un gran progreso en muchos campos que convergen aquí, y ahora estamos en un punto en el que podemos estudiar las estructuras de las proteínas importantes para el olfato. Es un momento maravilloso para hacer este trabajo.

HMNoticias: ¿Cómo puede ayudar el estudio de los mosquitos y otros insectos?

Del Mármol: Los insectos son organismos espectaculares para hacer ciencia. Tienen una enorme diversidad de estilos de vida, por así decirlo. Se han adaptado a vivir en muchas condiciones.

Hay muchos organismos en los que puedes estudiar el olfato, incluidos los mamíferos. Para mí, los insectos me brindan esta doble felicidad en la que pueden proporcionar información sobre cómo se detectan los olores y también cómo el olfato permite la transmisión de enfermedades.

Imágenes de primer plano de dos mosquitos, uno con antenas delgadas y borrosas y otro con antenas anchas en forma de abanico
Los órganos detectores de olores de los mosquitos vienen en muchas formas y tamaños. Imágenes: Fedaro CC BY-SA 4.0 (arriba) y Christopher Johnson/Insects Unlocked (abajo)

En última instancia, para mí, los mosquitos son excelentes organismos modelo porque tienen comportamientos robustos. Muerden a los humanos de manera bastante consistente; son muy tenaces. Sabemos que navegan por el espacio olfativo de manera eficiente. Podemos preguntar cuál es el olor de un humano, cuáles son los receptores relevantes, cuáles son los olores relevantes y cómo difieren los olores entre un humano y un mamífero no humano, que los mosquitos pueden distinguir muy bien.

Creo que esta línea de investigación será informativa y brindará una buena oportunidad para pensar en cómo contener los mosquitos, especialmente cuando todo se está calentando. Con el cambio climático vemos mosquitos donde no han estado antes, moviéndose más al norte. Las enfermedades transmitidas por mosquitos y otros vectores son cada vez más apremiantes en más lugares. De donde vengo, en Buenos Aires, estamos viendo un fuerte aumento en los casos de dengue en comparación con hace una década, y se está convirtiendo en un gran problema.

Tenemos la enfermedad de Chagas en Argentina, y es comparativamente menos estudiada que las enfermedades transmitidas por mosquitos.. Muchas enfermedades transmitidas por vectores son un gran problema en el mundo en desarrollo. Este es un aspecto de la salud humana que creo que mi laboratorio puede abordar.

HMNoticias: Algunos científicos se sienten atraídos por la investigación fundamental impulsada por la curiosidad o por el trabajo que tiene una relevancia inmediata para el tratamiento de enfermedades. ¿Qué te llevó a pararte con un pie en cada mundo?

Del Mármol: Hago ciencia básica y estoy realmente interesado en eso: en comprender cómo ocurren los procesos biofísicos en las células, cómo las proteínas perciben las fuerzas u otras moléculas. Obtenemos tanta información al tratar de comprender a nivel atómico y molecular cómo ocurren estos procesos. Nos dice mucho sobre cómo percibimos el mundo y cuáles son las limitaciones y capacidades de los sentidos.

Si bien estoy impulsado por la curiosidad como mis colegas a mi alrededor, me gusta mantener una pierna en algún aspecto de la salud humana en mi carrera. Está conectado a tierra.

Saber que las enfermedades transmitidas por vectores cobran la vida de casi 1 millón de personas cada año es muy motivador. Debido a que no conocemos las estructuras moleculares de la mayoría de los receptores olfativos en estos insectos, nuestra capacidad hasta ahora ha sido limitada para desarrollar fármacos y repelentes que frenan la propagación de estas enfermedades, por ejemplo, interfiriendo con la capacidad de los insectos para oler a los humanos o cambiando la forma en que los humanos les huelen.

HMNoticias: ¿Con qué tipo de preguntas y experimentos te involucras día a día?

Del Mármol: Algunas preguntas son:

¿Cuáles son los principios básicos que rigen cómo las neuronas sensoriales olfativas detectan y discriminan el espacio químico de los olores?

¿Cómo diferencian los mosquitos los olores que están hechos de combinaciones de millones de compuestos diversos cuando tienen menos de 200 receptores olfativos? ¿Cuál es la lógica química que subyace a la codificación combinatoria de los olores? ¿Cómo pueden algunos receptores reconocer varios cientos de compuestos?

¿Cuáles son las estructuras de los receptores olfativos de insectos y cómo funcionan?

¿Cómo podemos utilizar esos conocimientos estructurales y funcionales para desarrollar nuevas herramientas farmacológicas?

Imagen de primer plano de un insecto largo parecido a un camarón en una superficie sucia
Una de las estructuras de receptores olfativos que identificó del Mármol procedía de un cola de cerda saltadora (Machilidae). Imagen: Yasunori Koide CC BY-SA 3.0

Responder a esas preguntas implica muchas técnicas diferentes. Utilizamos microscopía crioelectrónica y una variedad de ensayos bioquímicos, electrofisiológicos y funcionales. Imagino que mi laboratorio tendrá personas con diferentes intereses, como procesos biomédicos, investigación traslacional, farmacología, cómo funciona el cerebro y cómo se codifica la especificidad química en la estructura de las proteínas.

HMNoticias: ¿Significa esto que hará uso de la Centro de Harvard para Cryo-EM?

Del Mármol: Sí, estoy muy emocionado. Cryo-EM ha sido una herramienta increíble que nos permite descubrir las estructuras de las proteínas que antes eran difíciles de estudiar. La combinación de conocimientos estructurales con técnicas computacionales y experimentos in vivo significa que podemos seguir nuestras preguntas aún más. Es emocionante que en el mismo laboratorio podamos tener personas que observan cómo funciona una proteína y cómo modificarla afecta la percepción y el comportamiento de un animal. Podemos seguir un hilo desde la estructura hasta los procesos de orden superior. Debido a la increíble comunidad de HMS, no siento que haya ninguna limitación.

HMNoticias: ¿Qué te ha estado ocupando últimamente?

Del Mármol: El receptor con el que he trabajado en los últimos años tiene un trabajo muy difícil. Tiene que detectar olores formados por moléculas muy pequeñas, muy parecidas entre sí y que no son propensas a establecer interacciones fuertes con las proteínas. En las conversaciones, los científicos a menudo los llaman ligandos “malos”. [molecules that bind to receptors]. Lo son, pero de eso están hechos los olores y no podemos elegir qué moléculas en el mundo químico son las que necesitamos detectar. El sistema olfativo no se asusta de ellos. Estas son las limitaciones y desafíos que enfrentan todos los receptores olfativos.

HMNoticias: ¿Qué te gusta hacer fuera del laboratorio?

Del Mármol: La mayor parte de mi tiempo libre lo dedico a cuidar a mi hija.

Foto de retrato de una mujer joven ligeramente sonriente con el pelo oscuro y recto
Imagen: Josefina del Mármol

Toqué el piano desde muy temprano. Mi abuela solía jugar, así que había una especie de componente familiar. De hecho, pensé que iba a ser mi carrera durante más tiempo; era lo único que siempre me había interesado mucho. Sucedió que tuve un maestro maravilloso en la escuela secundaria que me inclinó un poco más hacia la ciencia.

Acabo de compartir formas con mi piano, en realidad. No he querido invertir en un buen piano en los últimos 10 años porque me movía mucho y siempre tenía que separarme de mi piano con cada movimiento. Creo que eso podría cambiar ahora que estoy aquí en Boston a largo plazo, ¡y estoy ansioso por finalmente comprar un buen piano esta vez! También estoy deseando que lleguen eventos como el festival de Tanglewood.

Esta entrevista fue editada por su extensión y claridad.

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