Не думайте о медоносных пчелах только как о ценных опылителях или производителях лечебного меда, эти насекомые, как выяснилось, еще и прекрасные диагносты онкологии. Ученые изобрели специальную пчелиную униформу и датчик для медицинских исследований подобного рода.
Исследователи из Мичиганского государственного университета обнаружили, что медоносные пчелы могут быстро и точно обнаруживать биомаркеры или химические концентрации, связанные с раком легких у человека, в дыхании, а также определять различные типы клеток рака легких, используя только «запах» клеточных культур. Эти результаты могут быть использованы в качестве модели для разработки новых тестов для ранней диагностики рака легких. Исследование опубликовано в журнале Biosensors and Bioelectronics.
«Насекомые обладают удивительным обонянием, таким же, как и собаки», — сказал Дебаджит Саха, доцент Инженерного колледжа и Института количественных медицинских наук и инженерии Мичиганского государственного университета.
Элисса Кокс, бывший менеджер в лаборатории Саха, и Майкл Парнас, докторант, работающий в этой лаборатории, разработали «рецепт» синтетической дыхательной смеси, используя различные уровни шести соединений, таких как трихлорэтилен и 2-метилгептан, для имитации химического состава дыхание больного раком легких в одном случае, и здорового дыхания в другом.
«Мы протестировали эти синтетические смеси примерно на 20 пчелах, а также разработали специальную напечатанную на 3D-принтере подвеску-шлейку, в которой можно было бы удерживать живую пчелу, одновременно прикрепляя к ее мозгу крошечный электрод для измерения любых изменений в сигналах мозга пчелы», - рассказала Кокс.
«Мы передаем эти запахи антеннам медоносных пчел и записываем нервные сигналы их мозга. Мы увидели изменение в реакции нейронной активности пчелы и смогли измерить, сколько соединений, указывающих на рак, должно присутствовать в дыхании человека, чтобы пчела могла обнаружить рак. Медоносные пчелы обнаружили очень небольшие концентрации, что является отличным результатом», - добавил Саха.
«Мы обнаружили несколько различных нейронов, активирующихся в мозгу медоносных пчел, которые четко различают синтетическое дыхание, вызванное раком легких, и здоровое дыхание», - отметил Парнас.
Далее были проведены эксперименты на культуре клеток рака легких человека с помощью Кристофера Контага, директора Института количественных медицинских наук и инженерии Мичиганского государственного университета, и его лаборатории.
Для этих экспериментов различные типы культур клеток рака легких человека выращивали в закрытых герметичных колбах, а датчик на основе мозга пчелы использовался для проверки запаха клеток рака легких. Исследователи успешно продемонстрировали, что с помощью этого датчика на основе мозга медоносной пчелы можно отличить мелкоклеточный рак легких, клетки немелкоклеточного рака легких и здоровые клетки. По мнению ученых, удивительную способность медоносных пчел не только обнаруживать раковые клетки, но и различать клеточные линии различных типов рака легких, можно использовать для оперативной диагностики конкретных видов рака для выбора правильного лечения. Команда разрабатывает неинвазивный тест, который потребует от пациентов только вдоха в устройство, а расположенный внутри него датчик, основанный на мозге медоносных пчел, будет анализировать дыхание и сообщать по беспроводной сети в режиме реального времени, если присутствуют раковые химические вещества.
Источник: Michigan State University. Фото: Saha lab.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.