¿Cómo se diversifican las células gustativas para sentir diferentes sabores?

Imaginen que no tuviéramos el sentido del gusto, aquellos deliciosos platos por los cuales nuestro país se caracteriza pasarían completamente desapercibidos, no existirían los chefs, ni los restaurantes gourmet, ni los postres, ni las salsas, ni las parrillas, ni las gaseosas, ni las golosinas, nada en absoluto, ya que no tendría razón de ser. Sólo nos bastaría con cocinar cualquier cosa —con un poco de agua— para poder alimentarnos, no habría la necesidad ni de echar sal y pimienta ‘al gusto’ o limón a las ensaladas… comeríamos para vivir.

Por suerte, contamos con las células receptoras gustativas (TRCs: Taste Receptor Cells) las cuales son los principales promotores del sentido del gusto. Estas células están especializadas para detectar la información química presente en los alimentos y transferirla al cerebro para su interpretación, quien evoca sensaciones del gusto las cuales pueden ser de cinco tipos o sabores diferentes: dulce, amargo, salado, ácido y umami. Cada TCR se especializará para detectar uno de estos cinco sabores.

Las TCRs derivan de las células epiteliales de la lengua (células madre epiteliales), las cuales se renuevan cada una a dos semanas, es por esta razón que el mecanismo que controla su diferenciación es un factor crítico para mantener la diversidad de receptores y el balance de TCRs en las papilas gustativas.

Como en todo proceso de diferenciación celular, los principales responsables del destino que tome una determinada célula indiferenciada, son los factores de transcripción [Ver en BioUnalm for dummies]. Científicos japoneses, liderados por el Dr. Ichiro Matsumoto de la Universidad de Tokio, compararon los genes que eran expresados de células aisladas de las papilas gustativas, el epitelio alrededor de las papilas, y el células de otras partes de la lengua no involucradas con el sentido del gusto de ratones, para ver que genes podían estar involucrados en la diferenciación de las TCRs según reportaron ayer en Nature Neuroscience.

Matsumoto y sus colegas encontraron que el gen Skn-1a —también conocido como Pou2f3— era expresado en las células de las papilas gustativas y no en las otras. Luego, usando marcadores fluorescentes, Matsumoto et al. determinaron que este gen no era expresado en todas las TCR, sino sólo en aquellas que detectaban los sabores dulce, umami y amargo.

Entonces, para elucidar la función de Skn-1a en estos tres TCRs, los investigadores usaron una línea de ratones que tenía el gen Skn-1a inactivo debido a una mutación. Los ratones no mostraron problemas de salud, tampoco problemas de viabilidad y fertilidad debido a la ausencia de la función del gen Skn-1a. Sin embargo, cuando se les dio alimentos de diferentes sabores, los ratones no mostraron preferencia alguna por los sabores dulces y umami, y tampoco evitaban los sabores amargos, aunque su aversión por los sabores ácidos si fue normal (Figura 2, izquierda).

Por otro lado, cuando analizaron las respuestas electrofisiológicas de los nervios periféricos de las células gustativas, los investigadores observaron una considerable caída en su respuesta ante los sabores dulces, amargos y umami, mientras que su respuesta ante los sabores salado y ácido fue casi la misma (Figura 2, centro y derecha).

Sucrosa y sacarina (sabores dulces), MSG (+IMP) [potenciadores del sabor o umami], Denatonium [sabor amargo], ácido cítrico [sabor ácido] y NaCl (sabor salado).

Estos resultados indicaban que era necesaria la presencia de la proteína SKN-1A para el desarrollo y/o función normal del sistema gustativo, específicamente para la detección de los sabores dulces, amargos y umami.

Por otro lado, se observó que ante la ausencia de la expresión del gen Skn-1a, el nivel de respuesta ante los sabores salado y ácido aumentaron considerablemente. Esto sugiere que ante la ausencia de TCRs especializados en detectar los sabores dulces, amargos y umami, los TCRs que detectan los sabores amargos y ácidos, ocupan su lugar, aumentando su grado de sensibilidad.

De esta manera, se demostró que el factor de transcripción SKN-1A juega un rol importante en el desarrollo de los TCRs para los sabores dulces, amargos y umami. Si bien el estudio fue realizado en ratones, es muy probable que en humanos funcione de la misma manera.

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Referencia:

Matsumoto, I., Ohmoto, M., Narukawa, M., Yoshihara, Y., & Abe, K. (2011). Skn-1a (Pou2f3) specifies taste receptor cell lineage Nature Neuroscience DOI: 10.1038/nn.2820

Esta entrada participa en el IV Carnaval de Química en Los Productos Naturales: ¡Vaya timo!