Τα ευρήματα κάνουν τους επιστήμονες να αναρωτιούνται εάν, με πολύ περισσότερη έρευνα, η οσμή πτητικών, αερομεταφερόμενων ενώσεων θα μπορούσε ίσως να είναι ένας τρόπος για τη θεραπεία του καρκίνου ή για την επιβράδυνση της νευροεκφυλιστικής νόσου.

Αν και η ιδέα της παροχής φαρμάκου μέσω της μύτης δεν είναι καινούρια, αυτό θα αποτελούσε τεράστιο άλμα, από τα πειράματα σε κύτταρα, μύγες και ποντίκια που κάνουν τώρα οι επιστήμονες. Μπορεί επίσης να υπάρχουν απρόβλεπτοι κίνδυνοι για την υγεία που σχετίζονται με τις ενώσεις που δοκιμάστηκαν, επομένως απαιτούνται περισσότερες μελέτες για να κατανοηθούν καλύτερα οι συνέπειες αυτής της ενδιαφέρουσας ανακάλυψης.

«Ότι αυτή η έκθεση σε μια τέτοια πηγή οσμής μπορεί να αλλάξει άμεσα την έκφραση των γονιδίων, ακόμη και σε ιστούς που δεν έχουν υποδοχείς οσμής, ήταν εντελώς έκπληξη», λέει ο Anandasankar Ray, κυτταρικός και μοριακός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (UC) Riverside και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.

Η ομάδα εξέθεσε μύγες φρούτων ( Drosophila melanogaster ) και ποντίκια σε διαφορετικές δόσεις ατμών διακετυλίου, για 5 ημέρες. Το διακετύλιο είναι μια πτητική ένωση που απελευθερώνεται από τη μαγιά στα φρούτα που ζυμώνονται. Ιστορικά χρησιμοποιήθηκε για να δώσει ένα άρωμα σαν βουτύρου σε τρόφιμα όπως το ποπ κορν και μερικές φορές υπάρχει στα ηλεκτρονικά τσιγάρα. Είναι επίσης υποπροϊόν της ζυθοποιίας.

Σε ανθρώπινα κύτταρα που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο, η ομάδα ανακάλυψε ότι το διακετύλιο μπορεί να δράσει ως αναστολέας της αποακετυλάσης ιστόνης (HDAC). Προκάλεσε ευρείες αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση σε μύγες και ποντίκια, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων του εγκεφάλου των ζώων, των πνευμόνων των ποντικών και των κεραιών των μυγών.

Τα HDAC είναι ένζυμα που βοηθούν στο να τυλίγεται το DNA πιο σφιχτά γύρω από τις ιστόνες, οπότε εάν αναστέλλονται, τα γονίδια μπορούν να εκφραστούν πιο εύκολα. Οι αναστολείς HDAC χρησιμοποιούνται ήδη ως θεραπείες για τον καρκίνο του αίματος.

Σε μεταγενέστερα πειράματα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ατμοί διακετυλίου σταμάτησαν την ανάπτυξη των ανθρώπινων κυττάρων νευροβλαστώματος, που αναπτύχθηκαν σε ένα πιάτο. Η έκθεση επιβράδυνε επίσης την εξέλιξη του νευροεκφυλισμού σε ένα μοντέλο μύγας της νόσου του Huntington.

“Το σημαντικό μας εύρημα είναι ότι ορισμένες πτητικές ενώσεις που εκπέμπονται από μικρόβια και τρόφιμα μπορούν να αλλάξουν τις επιγενετικές καταστάσεις σε νευρώνες και άλλα ευκαρυωτικά κύτταρα“, λέει ο Ray . «Η δική μας είναι η πρώτη αναφορά κοινών πτητικών που συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο».

Η ομάδα μελέτησε τις επιδράσεις του διακετυλίου ως απόδειξη της ιδέας, αλλά δεδομένης άλλης έρευνας που δείχνει ότι η εισπνοή διακετυλίου προκαλεί αλλαγές στα κύτταρα των αεραγωγών και ακόμη και μια πνευμονική νόσο που ονομάζεται αποφρακτική βρογχιολίτιδα ή «πνεύμονας ποπ κορν», «αυτή η ένωση μπορεί να μην είναι η τέλεια υποψήφια για θεραπεία», παραδέχεται ο Ρέις .

«Εργαζόμαστε ήδη για τον εντοπισμό άλλων πτητικών που οδηγούν σε αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση», προσθέτει ο Ray, ο οποίος έχει ιδρύσει δύο νεοφυείς εταιρείες και έχει καταθέσει αρκετές πατέντες με βάση τη δουλειά της ομάδας του.

Υπάρχουν πολλοί άλλοι περιορισμοί στο έργο, επίσης. Όπως επισημαίνει ένας ομότιμος κριτής της μελέτης, η μελέτη «υστερεί στην παροχή μιας λεπτομερούς ανάλυσης των υποκείμενων μηχανισμών» που θα μπορούσε να εξηγήσει πώς οι οσμές προκαλούν επιγενετικές αλλαγές στα κύτταρα πολύ μακριά από τη μύτη.

Το αν η παρατεταμένη ή επαναλαμβανόμενη έκθεση σε οσμές που συναντώνται συχνά μπορεί να έχει μακροπρόθεσμες συνέπειες ήταν επίσης εκτός του πεδίου αυτής της εργαστηριακής προκλινικής μελέτης.

«Δεδομένης της επανειλημμένης έκθεσής μας σε συγκεκριμένες γεύσεις και αρώματα, τα ευρήματα που περιγράφονται εδώ υπογραμμίζουν μια νέα σκέψη για την αξιολόγηση της ασφάλειας ορισμένων πτητικών χημικών ουσιών που μπορούν να διασχίσουν την κυτταρική μεμβράνη», σημειώνουν οι ερευνητές στην εργασία τους .

Ίσως μια πιο πρακτική εφαρμογή αυτής της εργασίας είναι στη γεωργία, καθώς τα φυτά περιέχουν επίσης ένζυμα HDAC και άλλες έρευνες έχουν δείξει ότι παρουσιάζουν μια ισχυρή και ξαφνική απόκριση σε πτητικές χημικές ουσίες στον αέρα.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο eLife.

(photo: freepik)