Cientistas criam o primeiro ‘mapa de cheiros’ - um diagrama detalhado dos receptores olfativos no nariz

Para a maioria das pessoas, o olfato é parte integrante do dia a dia; ele desempenha um papel crucial ao fornecer informações sobre o ambiente ao nosso redor, alertando-nos para possíveis perigos, aprimorando nosso paladar e evocando emoções e memórias.

No entanto, de uma perspectiva científica, “o olfato é um grande mistério”, disse Sandeep (Robert) Datta, professor de neurobiologia do Instituto Blavatnik da Faculdade de Medicina de Harvard, com a compreensão biológica básica ainda muito aquém daquela que se tem da visão, da audição e do tato.

Trabalhando com camundongos, Datta e sua equipe criaram o primeiro mapa detalhado de como os mais de mil tipos de receptores olfativos no nariz estão organizados.

Eles descobriram que, ao contrário do que os cientistas acreditavam, os neurônios que expressam esses receptores possuem um alto grau de organização espacial: eles formam faixas horizontais com base no tipo de receptor, do topo à base do nariz.

“Nossos resultados trazem ordem a um sistema que antes se acreditava ser desordenado, o que muda conceitualmente a forma como pensamos sobre seu funcionamento”, disse Datta, autor sênior do estudo.

Além disso, os pesquisadores estabeleceram que o mapa de receptores no nariz corresponde aos mapas olfativos no bulbo olfatório do cérebro, fornecendo pistas sobre como a informação se move do nariz para o cérebro.

Embora o mapa olfativo seja uma descoberta empolgante por si só, disse Datta, ele também fornece informações fundamentais que podem ajudar os cientistas a desenvolver terapias para a perda do olfato, que atualmente são escassas.

“Não podemos corrigir o olfato sem entender como ele funciona em um nível básico”, disse ele.

As descobertas foram publicadas na revista Cell.

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Um mapa que faltava

Há muito tempo existem mapas que descrevem como os receptores nos olhos, ouvidos e pele estão organizados para capturar e interpretar informações visuais, auditivas e táteis — e os cientistas descobriram como esses mapas correspondem aos do cérebro.

No entanto, “o olfato tem sido a única exceção; é o sentido que ficou sem um mapa por mais tempo”, disse Datta.

Isso ocorre em parte porque ele é mais complexo do que os outros sentidos. Os ratos, por exemplo, possuem cerca de 20 milhões de neurônios olfativos que expressam mais de mil tipos de receptores olfativos, em comparação com apenas três tipos principais de receptores visuais para a visão de cores. Cada tipo de receptor olfativo detecta um subconjunto único de moléculas de odor.

Cientistas começaram a identificar os tipos de receptores olfativos em 1991. Nos 35 anos seguintes, pesquisadores investigaram se existia um mapa olfativo no nariz. No entanto, eles só conseguiram observar que os receptores tendiam a ser expressos em uma das poucas zonas do tecido olfativo. Isso levou à teoria predominante de que a expressão dos receptores era em grande parte aleatória, o que significa que o olfato era diferente dos outros sentidos.

Datta vinha estudando vários aspectos da olfação, incluindo as causas da perda do olfato na COVID-19 e como o cérebro organiza as informações sobre os odores. Com o avanço das técnicas genéticas, ele e seus colegas decidiram revisitar a ideia de construir um mapa olfativo.

Uma estrutura organizacional revelada

Em seu novo estudo, os pesquisadores combinaram técnicas de sequenciamento de células únicas e transcriptômica espacial para examinar cerca de 5,5 milhões de neurônios em mais de 300 camundongos individuais. A primeira técnica permitiu identificar quais receptores olfativos eram expressos pelos neurônios no nariz, e a segunda permitiu determinar a localização desses receptores.

“Este é, sem dúvida, o tecido neural mais sequenciado de todos os tempos, mas precisávamos dessa escala de dados para entender o sistema”, disse Datta.

Eles descobriram que os neurônios estão organizados em faixas horizontais compactas e sobrepostas, do topo à base do nariz, com base no tipo de receptor olfativo que expressam. Esse mapa de receptores altamente organizado era consistente entre os camundongos e espelhava a organização dos mapas olfativos no cérebro, assim como os pesquisadores observaram na visão, audição e tato.

Os pesquisadores então investigaram como o mapa olfativo no nariz se forma e identificaram o ácido retinoico – uma molécula que ajuda a controlar a atividade gênica – como um fator chave. Eles descobriram que um gradiente de ácido retinoico no nariz guiava cada neurônio a expressar o tipo correto de receptor olfativo com base em sua localização espacial. Adicionar ou remover ácido retinoico fazia com que o mapa de receptores se deslocasse para cima ou para baixo.

“Mostramos que o desenvolvimento pode alcançar esse feito de organizar mil receptores olfativos diferentes em um mapa incrivelmente preciso e consistente entre os animais”, disse Datta.

Um estudo separado, liderado pelo laboratório de Catherine Dulac, professora no Departamento de Biologia Molecular e Celular da Universidade Harvard, publicado na mesma edição da revista Cell, apresentou resultados consistentes.

Conhecimento essencial

Agora, os pesquisadores estão explorando por que as faixas de receptores estão nessa ordem específica.

A equipe também está estudando os receptores olfativos em tecido humano para entender até que ponto o mapa olfativo é consistente entre as espécies. Esse conhecimento orientará os esforços para desenvolver tratamentos – como terapias com células-tronco ou interfaces cérebro-computador – para a perda do olfato e suas consequências, que incluem um risco aumentado de depressão.

“O olfato tem um efeito realmente profundo e abrangente na saúde humana, então restaurá-lo não é apenas para prazer e segurança, mas também para o bem-estar psicológico”, disse Datta. “Sem entender esse mapa, estamos fadados ao fracasso no desenvolvimento de novos tratamentos.”

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Confira a seguir o resumo do artigo publicado por Datta e equipe.

Um código espacial governa a escolha dos receptores olfativos e alinha os mapas sensoriais no nariz e no cérebro

Destaques

• Aproximadamente 1.100 receptores olfativos adotam distribuições espaciais estereotipadas no epitélio
• O espaço epitelial regula coerentemente a expressão gradual de aproximadamente 250 genes
• Identidades espaciais precursoras influenciam a escolha do receptor olfativo
• As posições dos receptores no nariz estão alinhadas com seus alvos axonais no cérebro

Resumo

Embora mapas topográficos organizem muitos sistemas sensoriais periféricos, acredita-se que os neurônios sensoriais olfativos (NSOs) de camundongos escolham aleatoriamente qual dos aproximadamente 1.100 receptores olfativos (ROs) possíveis expressar, com a organização espacial no epitélio olfativo limitada a algumas amplas “zonas” anatômicas que restringem modestamente a escolha do RO.

Neste estudo, revelou-se que cada RO é, em vez disso, expresso em uma posição dorsoventral média única, instanciando assim um mapa de receptores estereotipado no epitélio olfativo.

As identidades dorsoventrais dos NSOs são codificadas por um programa coerente de expressão gênica, que inclui fatores de transcrição essenciais e moléculas de orientação axonal. O uso desse programa reflete um gradiente dorsoventral na sinalização do ácido retinoico, traduzindo cada localização física em uma distribuição espacialmente apropriada de potenciais escolhas de ROs e alinhando os mapas de receptores no nariz e no cérebro.

A ordem espacial no sistema olfativo, portanto, surge de um código transcricional continuamente variável que organiza com precisão os muitos canais distintos responsáveis pelo olfato.

 

Fontes:
Cell, publicação em 28 de abril de 2026.
Harvard Medical School, notícia publicada em 28 de abril de 2026.