Ученые из США обнаружили, что саранча может не только «чувствовать запах» раковых клеток, но даже определять к какому виду они относятся, анализируя выдыхаемый человеком воздух.
Эта работа может послужить основой для разработки устройств, использующих сенсорные нейроны насекомых, для обеспечения раннего выявления рака.
И хоть это дело не самых ближайших дней, но заявленная тема не так уж притянута за уши, как может показаться, заявили ученые.
Мы же доверяем собакам — супер-нюхачам в обнаружении характерных запахов наркотиков, взрывчатых веществ и, в последнее время, ряда заболеваний.
Ученые работают над технологией, имитирующей обоняние, но ничто из того, что они создали, пока не может конкурировать со скоростью, чувствительностью и специфичностью «старомодного» биологического обоняния.
Это создает возможности для раннего выявления заболеваний, особенно таких, как рак, при которых раннее вмешательство может спасти жизни. Когда рак обнаруживается на первой стадии, у пациентов есть от 80% до 90% шансов на выживание. Но если его не поймать до 4 стадии, это число резко падает до 10-20%.
Раковые клетки работают иначе, чем здоровые клетки, и в процессе работы и роста они создают разные химические соединения. Если эти химические вещества попадают в легкие или дыхательные пути пациента, их можно обнаружить в выдыхаемом воздухе.
Теоретически, возможно было бы дышать в специальное устройство, и оно могло бы обнаруживать и различать несколько типов рака и стадию развития болезни. Однако такое устройство еще не существует для применения его в клинических условиях.
В новой работе ученые, по сути, «взламывают» мозг саранчи, чтобы использовать его для диагностики заболеваний. Команда решила работать с саранчой по нескольким причинам. Саранча десятилетиями служила научному сообществу в качестве подопытных организмов, и исследователи уже достигли осмысленного понимания их обонятельных возможностей и соответствующих нейронных цепей. И, что важно, саранча достаточно жесткое и крупное насекомое.
Это сочетание характеристик позволяет относительно легко внедрять электроды в мозг саранчи. Ученые записали реакцию насекомых на образцы газа, выделяемые здоровыми и раковыми клетками, а затем использовали эти сигналы для создания химических профилей различных клеток.
Ранее учеными было обнаружено различие метаболитов в разных клеточных линиях, и оказалось, что некоторые из этих метаболитов были летучими, то есть они могли переноситься по воздуху.
С помощью датчиков ученые пытались выяснить, насколько хорошо саранча может отличать здоровые клетки от раковых, используя три разные линии клеток рака полости рта. Исследователи были удивлены, когда насекомые оказались способны различать три разных вида рака.
Хотя ученые были сосредоточены на раке полости рта, они полагают, что их система будет работать с любым раком, который вводит летучие метаболиты в дыхание, что, вероятно, является правилом у большинства видов рака.
Также ученые заинтересованы в том, чтобы использовать способность медоносных пчел воспринимать химические вещества. Команда уже получила многообещающие результаты, используя способность медоносных пчел для выявления изменяемых биомаркеров рака легких.
Источник: News-Medical.net
