Медоносных пчел часто называют героями, опыляющими сельскохозяйственные культуры, которые кормят мир. Но, как оказалось, у этих шумных насекомых в рукаве может быть еще один полезный трюк: вынюхивание рака.
Лабораторные эксперименты показывают, что медоносные пчелы могут идентифицировать рак легких с помощью своего острого обоняния, сообщают исследователи в журнале Biosensors and Bioelectronics.
Ученым давно известно, что животные могут обнаруживать болезни по запахам. Собаки, страдающие диабетом, могут чувствовать запах, когда уровень сахара в крови их человека слишком низкий или слишком высокий, а муравьев можно научить, например, чувствовать запах рака в моче. Собаки также могут научиться распознавать рак по образцам слюны.
В новом исследовании исследователи интересовались способностями медоносных пчел выявлять болезни, которые, по их словам, могут служить более доступной и менее затратной в обслуживании альтернативой собакам, вынюхивающим рак.
Команда удерживала медоносных пчел на месте с помощью воска и пластиковых ремней, напечатанных на 3D-принтере, а затем прикрепляла электроды к той части их мозга, которая обрабатывает запахи. Затем они подвергли пчелиные усики воздействию различных аэрозольных смесей: одна имитировала соединения, обнаруженные в дыхании больного раком легких, а другая - дыхание здорового человека.
В ответ на запахи мозг пчел производил различные электрические сигналы. Глядя на эти сигналы, исследователи могли различить два типа искусственного дыхания как минимум в 93 процентах случаев.
Пчелы смогли отличить два типа искусственного дыхания даже при «очень малых концентрациях», говорит соавтор исследования Дебаджит Саха, биомедицинский инженер из Университета штата Мичиган.
«Пчелы могут различать мельчайшие изменения химической концентрации дыхательной смеси, которая находится в диапазоне частей на один миллиард», — добавляет он.
Команда также провела отдельный эксперимент, чтобы увидеть, могут ли пчелы различать два разных типа рака — мелкоклеточный рак легких, который является более редкой и быстрорастущей разновидностью, и немелкоклеточный рак легких. Пчелы тоже прошли это испытание с честью.
В будущем команда надеется провести аналогичные эксперименты с использованием реального дыхания, выдыхаемого онкологическими больными.
Но уже сейчас их результаты могут открыть врачам возможность однажды использовать медоносных пчел в качестве диагностических инструментов. Рак легких является основной причиной смертности от рака во всем мире, и, по оценкам, в 2022 году он станет причиной 1,8 миллиона смертей . Ранняя диагностика рака легких может значительно повысить выживаемость пациентов.
Хотя инженеры разрабатывают электронные устройства, которые могут «учуять» разницу между химическими соединениями, на данный момент команда утверждает, что они все еще не заменят мать-природу.
«Биология обладает способностью различать очень, очень похожие смеси, чего не могут сделать никакие другие инженерные датчики», — говорят исследователи.
