Μια πικρή γεύση στο στόμα είναι συχνά σύμπτωμα ή παρενέργεια ασθένειας, η οποία μπορεί να είναι αποτέλεσμα του τρόπου με τον οποίο το σώμα αντιδρά στα παθογόνα. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο iScience το 2023 από τον Hong Wang, Αναπληρωτικό Μέλος στο Κέντρο Χημικών Αισθήσεων Monell, και τους συνεργάτες του, ρίχνει φως στους μηχανισμούς που εμπλέκονται στην πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ της αντίληψης της γεύσης και της ανοσολογικής λειτουργίας.
Η εργασία τους αναδεικνύει τις δυνατότητες ενός εργαλείου αλληλούχισης για τη διερεύνηση επιγενετικών μηχανισμών που επηρεάζουν την έκφραση γονιδίων στα κύτταρα της γεύσης. Η επιγενετική είναι η μελέτη του πώς και πότε εκφράζονται τα γονίδια και όχι η αλλοίωση του ίδιου του γενετικού κώδικα.
Εκτός από δυσάρεστη, μια πικρή γεύση στο στόμα ή από το φαγητό μπορεί να συμβάλει στην απώλεια όρεξης, μια επίδραση που σχετίζεται με ασθένειες από το κοινό κρυολόγημα έως τον καρκίνο. Η πικρή γεύση μπορεί επίσης να επηρεάσει την προθυμία των ασθενών να λάβουν ορισμένα φάρμακα, ειδικά όταν είναι μικρά παιδιά. Οι πικροί υποδοχείς κωδικοποιούνται από τα γονίδια Tas2r, τα οποία επίσης παρέχουν σημαντική άμυνα κατά βακτηρίων και παρασίτων στο στόμα και το έντερο. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν είναι καλά κατανοητή.
Για αυτή τη μελέτη, η ομάδα διερεύνησε πώς η πρόκληση φλεγμονής θα επηρέαζε τη γονιδιακή ρύθμιση αυτών των υποδοχέων γεύσης. Χρησιμοποιώντας λιποπολυσακχαρίδη (LPS), μια ένωση που προκαλεί φλεγμονή παρόμοια με αυτή που προκαλείται από βακτηριακές λοιμώξεις, βρήκαν ότι τα ποντίκια εμφάνισαν μια σαφή αυξημένη αποστροφή στις πικρές γεύσεις. Η ομάδα χρησιμοποίησε πειράματα καταγραφής νεύρων για να επιβεβαιώσει ότι αυτή η αποστροφή προέρχεται από τους γευστικούς κάλυκες των ποντικιών, και όχι από τον εγκέφαλό τους.
«Η μελέτη μας είχε πολύ σαφή δεδομένα που δείχνουν ότι αυτή είναι στην πραγματικότητα μια αλλαγή σε περιφερικό επίπεδο, όχι βαθιά στον εγκέφαλο», δήλωσε ο Wang, επιβεβαιώνοντας ότι τα γονίδια στα κύτταρα της γεύσης διέπουν τη διαστρέβλωση της πικρής γεύσης σε αυτόν τον τύπο φλεγμονής.
Αυτό το εύρημα έχει ενδιαφέρουσες κλινικές επιπτώσεις για τη μελέτη συμπεριφορικών πτυχών της ασθένειας, όπως η απώλεια όρεξης. Όταν οι άνθρωποι είναι άρρωστοι συχνά δεν έχουν διάθεση να φάνε. Αυτό μπορεί να επηρεάσει ακόμη και την αγάπη των ανθρώπων για γλυκές λιχουδιές, όπως έχουν σημειώσει άλλες μελέτες. Τα ποντίκια επίσης έχουν μειωμένη προτίμηση στις γλυκές γεύσεις κατά τη διάρκεια ασθένειας και η αναγκαστική πρόσληψη ζάχαρης μπορεί να τα αρρωστήσει περισσότερο. Αυτά τα αποτελέσματα δυνητικά υποδεικνύουν μια προστατευτική συμπεριφορά με βιολογική ή εξελικτική βάση.
Για να διερευνήσουν τους υποκείμενους μηχανισμούς γονιδιακής έκφρασης της απόκρισης πικρής γεύσης, η ομάδα χρησιμοποίησε αρκετές μεθόδους ανάλυσης. Η ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση αντίστροφης μεταγραφής σε πραγματικό χρόνο (qRT-PCR) αποκάλυψε σημαντικά αυξημένη απόκριση στην πλειονότητα των γονιδίων υποδοχέων γεύσης Tas2r, με μέγιστη γονιδιακή έκφραση που κυμαινόταν από τρεις έως πέντε ημέρες κατά την περίοδο της ασθένειας.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης αλληλούχιση μονών κυττάρων για προσβασιμότητα χρωματίνης με τρανσποζάση (scATAC-seq) για να διερευνήσουν την έκφραση των γονιδίων Tas2r ως απόκριση στο LPS—η πρώτη αναφερόμενη περίπτωση αυτής της μεθόδου για τη μελέτη της γονιδιακής έκφρασης υποδοχέων γεύσης. Το LPS αύξησε σημαντικά την προσβασιμότητα πολλών γονιδίων Tas2r, υποδεικνύοντας ότι η διαστρέβλωση της πικρής γεύσης σε αυτό το πείραμα προκαλείται από έναν επιγενετικό μηχανισμό, παρόμοιο με το πώς τα παθογόνα βακτήρια μπορούν να επηρεάσουν αυτά τα γονίδια.
Τέλος, η μελέτη έδειξε ότι η φλεγμονή που προκαλείται από LPS επηρέασε καθολικά τη γονιδιακή έκφραση στα βλαστοκύτταρα της γεύσης, υποδηλώνοντας μια «αναδιαμόρφωση» του γονιδιώματος των κυττάρων. Αυτό μπορεί να αφήσει μια επιγενετική μνήμη, επιτρέποντας στα κύτταρα να ανταποκρίνονται ταχύτερα σε μελλοντικές λοιμώξεις, αλλά μπορεί επίσης να συμβάλει σε μακροχρόνιες επιδράσεις στις αποκρίσεις της γεύσης. Αυτό το εύρημα ρίχνει φως στο γιατί η θεραπεία του καρκίνου και ορισμένες χρόνιες ασθένειες μπορούν να προκαλέσουν μια επίμονη πικρή γεύση στο στόμα ή να αλλοιώσουν την αντίληψη της γεύσης ορισμένων τροφών.
Αυτή η ποικίλη απόκριση μεταξύ των υποδοχέων γεύσης έχει πιθανές επιπτώσεις για την έρευνα σχετικά με το πώς να γίνουν πιο αποτελεσματικοί αναστολείς πικρής γεύσης για φάρμακα και άλλα βρώσιμα προϊόντα υγείας και ευεξίας. «Το φάσμα της έκφρασης των υποδοχέων πικρής γεύσης δεν είναι ομοιόμορφο», δήλωσε ο Wang. «Αν θέλουμε να εξετάσουμε έναν αναστολέα πικρής γεύσης για έναν μεμονωμένο υποδοχέα γεύσης, μπορεί να θέλουμε να λάβουμε υπόψη αυτούς τους παράγοντες, όπως αν είναι για μετά από μια ασθένεια, κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας, ή ποιο από τα γονίδια υποδοχέων γεύσης εκφράζεται πιο έντονα».
Περισσότερες πληροφορίες: Cailu Lin et al, Lipopolysaccharide increases bitter taste sensitivity via epigenetic changes in Tas2r gene clusters, iScience (2023). DOI: 10.1016/j.isci.2023.106920.
