Odores podem alterar a expressão de genes em células distantes do nariz

Desde o início da pandemia de COVID-19, passamos a prestar muito mais atenção ao olfato.

Uma nova pesquisa mostra agora que odores, como os liberados por frutas em amadurecimento ou alimentos fermentados, podem alterar a expressão de genes em células muito distantes do nariz.

A descoberta leva cientistas a considerar se, após muito mais pesquisas, a inalação de compostos voláteis presentes no ar poderia ajudar a tratar o câncer ou retardar doenças neurodegenerativas.

A administração de medicamentos pelo nariz não é uma ideia nova, mas chegar a essa aplicação a partir de experimentos em células, moscas e camundongos seria um salto enorme. Os compostos testados também podem apresentar riscos imprevistos à saúde. Por isso, são necessários mais estudos para compreender as consequências dessa descoberta.

Como os odores alteraram a expressão de genes

“Foi uma surpresa completa descobrir que a exposição a uma substância odorífera pode alterar diretamente a expressão de genes, mesmo em tecidos que não possuem receptores para odores”, afirma Anandasankar Ray, biólogo celular e molecular da Universidade da Califórnia em Riverside e autor sênior do estudo.

A equipe expôs moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster) e camundongos a diferentes doses de vapor de diacetil durante 5 dias. O diacetil é um composto volátil liberado por leveduras em frutas em fermentação. Ele já foi usado para dar aroma de manteiga a alimentos como pipoca, às vezes está presente em cigarros eletrônicos e também é um subproduto da fabricação de cerveja.

Em células humanas cultivadas em laboratório, os pesquisadores descobriram que o diacetil pode atuar como inibidor de histonas desacetilases (HDACs). Nas moscas e nos camundongos, ele provocou amplas alterações na expressão de genes, inclusive em células do cérebro dos animais, dos pulmões dos camundongos e das antenas das moscas.

As HDACs são enzimas que ajudam a enrolar o DNA de forma mais compacta ao redor das histonas. Quando essas enzimas são inibidas, os genes podem se expressar com maior facilidade. Inibidores de HDAC já são usados no tratamento de cânceres do sangue.

Efeitos do diacetil em células e moscas

Em experimentos posteriores, os pesquisadores observaram que o vapor de diacetil interrompeu o crescimento de células humanas de neuroblastoma cultivadas em laboratório. A exposição também retardou a progressão da neurodegeneração em moscas usadas como modelo da doença de Huntington.

“Nossa descoberta é que alguns compostos voláteis emitidos por microrganismos e alimentos podem alterar estados epigenéticos em neurônios e outras células eucarióticas”, diz Ray. “Este é o primeiro relato de substâncias voláteis comuns se comportando dessa maneira.”

A equipe estudou os efeitos do diacetil como prova de conceito. No entanto, outras pesquisas mostram que sua inalação causa alterações nas células das vias aéreas e até uma doença pulmonar chamada bronquiolite obliterante, ou “pulmão de pipoca”. Por isso, Ray admite que “esse composto pode não ser o candidato ideal para terapia”.

“Já estamos trabalhando para identificar outros compostos voláteis que provoquem alterações na expressão de genes”, acrescenta Ray, que fundou duas empresas iniciantes e depositou várias patentes baseadas no trabalho de sua equipe.

Limitações e possíveis aplicações da pesquisa sobre odores

O trabalho também apresenta várias outras limitações. Como observa um dos revisores do estudo, a pesquisa “não apresenta uma análise completa dos mecanismos subjacentes” que poderiam explicar como odores induzem alterações epigenéticas em células distantes do nariz.

Investigar se a exposição prolongada ou repetida a substâncias odoríferas comuns pode trazer consequências de longo prazo também estava fora do escopo desse estudo pré-clínico de laboratório. Vale lembrar o ditado: é a dose que faz o veneno.

“Diante de nossa exposição repetida a determinados sabores e fragrâncias, os resultados apresentados aqui destacam um novo aspecto a considerar na avaliação da segurança de certas substâncias químicas voláteis capazes de atravessar a membrana celular”, observam os pesquisadores no artigo.

Uma aplicação talvez mais prática do trabalho esteja na agricultura. As plantas também contêm enzimas HDAC, e outras pesquisas mostraram que elas apresentam uma resposta forte e repentina a substâncias químicas voláteis no ar.

O estudo foi publicado na revista eLife.