Topi anti-mina

Una ricerca scientifica ha prodotto una linea di topi modificati capaci di percepire in modo efficientissimo un determinato odore. Oltre alle ricadute teoriche sull’esplorazione del senso dell’olfatto, la ricerca poterebbe avere interessanti ricadute pratiche per la ricerca di esplosivi e sostanze stupefacenti.

nose

L’olfatto fra i 5 sensi è ancora quello meno esplorato dalla scienza, eppure è un senso estremamente importante: delle nostre percezioni del mondo esterno l’odore è l’unica a raggiungere direttamente i centri superiori del cervello senza essere filtrato da altre parti del sistema nervoso; inoltre come nessun altro è in grado di scatenare ricordi ed emozioni senza l’intervento del nostro pensiero cosciente.

Anche a livello genetico l’odorato ha un importanza notevole: pur essendo uno dei mammiferi con l’odorato più debole, nell’essere umano più del 3% dei geni sono dedicati alla produzione delle proteine presenti sulle cellule nervose del naso. In altre specie dotate di un olfatto molto sviluppato, come il topo o il cane, i geni per queste proteine sono ancora più numerosi e permettono ai loro portatori di riconoscere una gamma di odori ancora maggiore.

Anche le specie con l’olfatto più sviluppato tuttavia non sono in grado di riconoscere un odore quando la sostanza chimica che lo produce è troppo poco concentrata nell’aria respirata e neppure di distinguere un odore specifico quando ne sono presenti contemporaneamente molti. Ogni cellula nervosa del naso infatti sceglie un particolare gene per l’odorato tra quelli disponibili ed esprime solo la proteina prodotta seguendo le istruzioni di quel gene. Ogni volta che una di queste proteine intercetta una delle sostanze chimica per cui è specifica, sospesa nell’aria che passa attraverso il naso, la cellula nervosa che la esprime si attiva trasmettendo una piccola scarica elettrica al il cervello.

Tuttavia, visto l’enorme numero di geni a disposizione, in media solo una cellula nervosa ogni mille esprime la proteina giusta per un determinato odore e per il cervello riconoscerla è come sentire cosa dice una singola persona in mezzo a una folla.

Chiarire il processo con cui ogni cellula sceglie il suo gene, conoscere il percorso che utilizza per comunicare con il cervello; ma anche solo creare un naso capace di individuare sostanze chimiche presenti in concentrazioni così basse da eludere il migliore dei cani da fiuto; sono obiettivi che finora sono sfuggiti alla ricerca. Molte delle proteine cattura odori, umane e animali, sono state prodotte in cellule modificate, ma hanno sempre funzionavano poco e male nel liquido di coltura cellulare essendo specializzate nel catturare molecole odorose portate dall’aria. Lo stesso problema hanno avuto espianti di tessuto da animali. In più non è mai stato possibile associare il percorso verso il cervello di cellule nervose specifiche per un determinato odore.

Charlotte D’Hulst, dell’Hunter College di New york, insieme ai colleghi di altre università statunitensi ha pubblicato sulla rivista Cell una ricerca nella quale è stato trovato il modo di incrementare la possibilità che un determinato gene venga selezionato da una cellula nervosa del naso di topi da esperimento, aumentando la probabilità che il gene d’interesse venga scelto di più di venti volte. Il metodo promette di funzionare virtualmente con ogni gene olfattivo di mammifero, inoltre i topi transgenici ottenuti non diventano insensibili agli altri odori, non specifici per il gene selezionato, come è accaduto in passato per altre tecniche di modificazione genetica. Preparazioni istologiche ottenute dai topi transgenici hanno dimostrato la possibilità di evidenziare il percorso specifico dal naso al cervello legato a un singolo odore; ma soprattutto i topi modificati hanno dimostrato un’estrema sensibilità all’odore specifico legato al gene iperespresso.

Le potenzialità della tecnica non potevano quindi sfuggire al dipartimento della difesa Statunitense, che si è accordato per un cospicuo finanziamento, per ulteriori studi, con gli autori della ricerca. L’utilizzo più probabile per i nuovi super-topi sarà la ricerca di esplosivo. Un attività utile nella lotta al terrorismo, ma ancora di più nel trovare e disinnescare le mine rimaste inesplose in aree di guerra, spesso ancora attive al termine dei conflitti e in grado di causare morti e feriti anche per molti anni dopo la fine delle ostilità.

BIBLIOGRAFIA

D’Hulst et al.,

MouSensor: A Versatile Genetic Platform to Create Super Sniffer Mice for Studying Human Odor

Coding

Cell Reports (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.06.047