В один прекрасный день пчёлы могут стать живым диагностическим инструментом, обещает врачам новое исследование.
Медоносных пчёл часто называют незаметными тружениками сельских нив, которые кормят мир. Но, как оказалось, у этих шумных насекомых в запасе ещё один полезный навык: они могут распознавать рак.
Учёным давно известно, что животные могут распознавать болезни по запахам. Собаки, страдающие диабетом, могут распознавать, когда уровень сахара в крови у человека слишком низкий или слишком высокий, а муравьев можно обучить, например, распознавать рак в моче. Собаки также способны научиться распознавать рак по образцам слюны.
Для проведения нового исследования учёным было интересно узнать о способности медоносных пчёл выявлять заболевания, которые, по их словам, могут служить более доступной и неприхотливой альтернативой собакам, распознающим рак.
Исследователи закрепили пчёл на месте с помощью воска и пластиковых жгутиков, напечатанных на 3D-принтере, а затем подключила электроды к той части мозга насекомыхъ, которая обрабатывает запахи. Затем они подвергли усики пчёл воздействию различных аэрозольных смесей: одна из них имитировала соединения, содержащиеся в дыхании больного раком лёгких, а другая — дыхание здорового человека.
В ответ на запахи мозг сборщиц мёда вырабатывал разные электрические сигналы. Глядя на них, исследователи смогли различать два типа искусственного дыхания с точностью в 93%.
Пчелы смогли определить разницу между двумя типами синтетического дыхания даже при «очень малых концентрациях», — пишет один из авторов работы Дебаджита Саха из Мичиганского государственного университета.
«Пчелы могут различать мельчайшие изменения в химической концентрации дыхательной смеси, которая находится в диапазоне долей на миллиард», — отмечает он.
Команда также провела отдельный эксперимент, чтобы выяснить, могут ли пчелы различать два разных типа рака — мелкоклеточный рак лёгких, который является более редкой и быстрорастущей разновидностью, и немелкоклеточный рак лёгких. С этим заданием пчелы также успешно справились.
В будущем команда надеется провести аналогичные эксперименты с использованием реального дыхания раковых больных.
Но уже сейчас их результаты открывают врачам возможность в будущем использовать медоносных пчёл в качестве диагностического инструмента.
Рак лёгких является основной причиной смертности от рака во всем мире, и, по оценкам, в 2022 году от него умерло 1.8 млн человек. Ранняя диагностика рака лёгких может значительно повысить выживаемость пациентов.
Хотя инженеры уже разработали электронные устройства, которые могут «по запаху» определять разницу между химическими соединениями, на данный момент, по словам команды, они все ещё не могут заменить мать-природу.
«Биология обладает способностью различать очень, очень похожие смеси, чего не могут сделать никакие другие инженерные датчики», — говорит Дебаджита Саха.
