Las neuronas son ejemplos notables de polarización celular. La mayoría presentan una polaridad axodendrítica canónica, definida por un dominio somatodendrítico y un único axón (Banker, 2018). La especialización morfológica y molecular de estos compartimentos distintos les confiere propiedades funcionales únicas: las dendritas suelen recibir la mayoría de las entradas sinápticas, mientras que los axones envían señales a otras neuronas liberando neurotransmisores. Sin embargo, son comunes las excepciones a esta regla de polaridad neuronal. En el cerebro de los mamíferos, existen neuronas –incluyendo las células dopaminérgicas (DA) del mesencéfalo (Pucak and Grace, 1994; Falkenburger et al., 2001) y las células bituftadas corticales (Zilberter et al., 1999)– que liberan neurotransmisores desde sus dendritas. También hay neuronas –como las células amacrinas de la retina (Wu et al., 2011; Goaillard et al., 2020)– que carecen por completo de axones canónicos. El bulbo olfatorio (BO), la primera parte del cerebro que procesa la información del olfato, es un centro importante para esta polaridad neuronal poco convencional. La liberación de neurotransmisores desde las dendritas es un fenómeno generalizado en el BO, incluso en las neuronas de proyección y otras células con polaridad axodendrítica clásicamente definida (Schoppa and Urban, 2003; Hayar et al., 2004; Imamura et al., 2020). Además, la polaridad no canónica es extremadamente común en el BO, donde casi todas las interneuronas GABAérgicas carecen de axón (Tufo et al., 2022).
La polaridad neuronal en el BO puede ser muy diferente incluso en subtipos de neuronas estrechamente relacionados. En la capa glomerular, una clase importante de interneuronas –alrededor de 90.000 células en total en el BO del ratón (McLean and Shipley, 1988; Panzanelli et al., 2007; Parrish-Aungst et al., 2007)– libera tanto dopamina como GABA para modular la liberación de neurotransmisores desde las terminales de las neuronas sensoriales olfativas y regular el procesamiento posterior en los circuitos locales (Wachowiak and Cohen, 1999; Berkowicz and Trombley, 2000; Borisovska et al., 2013; Liu et al., 2013; Banerjee et al., 2015; Vaaga et al., 2017; Garg et al., 2025). Recientemente, hemos descubierto que estas neuronas DA se pueden clasificar en dos subtipos según una distinción morfológica binaria: la presencia o ausencia de un axón. Esta divergencia fundamental en la polaridad de las células DA anaxónicas y con axón se correlaciona con diferentes perfiles de excitabilidad y propiedades de respuesta al olor (Chand et al., 2015; Galliano et al., 2018; Lau et al., 2024). También se corresponde estrechamente con descripciones previas de la heterogeneidad de las DA del BO basadas en el tamaño celular (Kosaka and Kosaka, 2008; Pignatelli and Belluzzi, 2017), siendo las neuronas DA con axón significativamente más grandes (Kosaka and Kosaka, 2008; Galliano et al., 2018). Aunque las neuronas DA con axón representan una minoría, constituyendo aproximadamente el 2,5% de la población de DA del BO (Galliano et al., 2018), tienen el potencial de influir significativamente en el procesamiento olfativo a través de la inhibición interglomerular (Kosaka and Kosaka, 2008; Liu et al., 2013; Whitesell et al., 2013; Banerjee et al., 2015). Sin embargo, la función específica de estos dos subtipos de neuronas dentro de las redes glomerulares del BO no se comprende completamente. Una cuestión crucial pendiente es cómo las diferencias estructurales en estos dos subtipos de neuronas se traducen en estrategias para influir en los circuitos bulbares a través de la liberación de neurotransmisores.
Las neuronas DA anaxónicas solo tienen un soma y dendritas (Chand et al., 2015; Galliano et al., 2018), lo que convierte a estos en los únicos dominios disponibles para la liberación de neurotransmisores. De hecho, se han identificado estructuras presinápticas dendríticas en las neuronas DA (Kiyokage et al., 2017) y se asocian con la capacidad funcional de estas células para auto-inhibirse mediante la liberación local de GABA (Smith and Jahr, 2002; Murphy et al., 2005; Maher and Westbrook, 2008). Por otro lado, se sabe que las neuronas DA con axón son la única fuente de conexiones interglomerulares de largo alcance en el BO (Kosaka and Kosaka, 2008), y los estudios funcionales muestran que estas células liberan neurotransmisores a través de estas proyecciones axonales de larga distancia (Liu et al., 2013; Whitesell et al., 2013; Banerjee et al., 2015). Sin embargo, en una región cerebral donde la liberación dendrítica es la norma más que la excepción, aún se desconoce si las DA con axón combinan esta señalización distal interglomerular con la inhibición intraglomerular local a través de la liberación desde sus dendritas. Responder a esta pregunta tiene importantes implicaciones para cómo se procesa la información en los circuitos olfativos tempranos.
Aquí, proporcionamos evidencia anatómica que demuestra que las neuronas DA con axón del BO tienen axones con sitios de liberación de neurotransmisores, mientras que sus dendritas carecen casi por completo de estos sitios. Por otro lado, encontramos que todas las neuronas DA anaxónicas tienen sitios de liberación en sus dendritas. Estas diferencias estructurales se asocian con una distinción funcional sorprendente: mientras que todas las neuronas anaxónicas pueden auto-inhibirse, existe una ausencia casi total de respuestas de auto-inhibición en la subpoblación con axón. Esta dicotomía basada en la polaridad sugiere que incluso estos subtipos de interneuronas estrechamente relacionados pueden desempeñar funciones completamente separadas en el procesamiento de la información sensorial.
