Одной из причин высокой смертности от онкологических заболеваний, как мы неоднократно рассказывали, является несвоевременная его диагностика. Поэтому ученые уже не один десяток лет ломают голову над тем, как эффективно диагностировать рака на самых ранних этапах. Недавно мы рассказывали о том, что ученые работают над технологией диагностики онкологических заболеваний по ДНК при помощи искусственного интеллекта, и уже добились определенных результатов. Однако, как показало другое исследование, выявлять рак может не только искусственный интеллект, но и вполне натуральный, которым обладают муравьи.

Ученые обучили муравьев определять рак по запаху мочи

Диагностика рака по запаху

Технологии диагностирования рака, которые применяются в настоящее время, далеко не идеальны. К примеру, биопсия и колоноскопия очень узконаправлены, применяются только в том случае, когда уже имеется подозрение на рак в том или ином месте тела. Диагностика на основе поиска белков и пептидов тоже имеет свои минусы, к примеру, может не показывать рак на ранних этапах. К тому же этот способ тоже достаточно узконаправленный.

Но какие еще онкомаркеры можно использовать? Науке давно известно, что опухолевые клетки содержат определенные летучие органические соединения (ЛОС), другими словами, они имеют определенный запах. Более того, этот запах могут чувствовать животные, к примеру, собаки. Как известно, они обладают очень чувствительным обонянием. Поэтому после определенной дрессуры помогают медикам ставить диагноз пациентам.

Раковые клетки имеют определенный запах, который могут улавливать животные с хорошим обонянием

Но почему собак массово не используют для диагностики рака? Дело в том, что обнюхивать тысячи образцов, чтобы найти из них один, который обладает определенным запахом, очень сложно даже для собаки. А если собака «не в духе», она может вообще пропустить образец. Кроме того, обучение собак требует много времени и сил, а значит является дорогостоящей процедурой.

Очевидно нужен более надежный и простой способ диагностики. По мнению ученых, более эффективной и дешевой альтернативной собакам являются муравьи, которых тоже можно обучить выявлять рак.

Как муравью определяют рак

Обоняние в жизни муравьев играет очень важную роль. Они используют химические сигналы практически для всего: находят пищу, отличают товарищей по колонии от чужих муравьев, защищают детенышей и т.д. Во многом именно благодаря этой “химической коммуникации” муравьи способны не только создавать сложные сообщества маток и рабочих особей, но и действовать синхронно. Правда, иногда такая коммуникация играет с ними злую шутку, в результате чего иногда гибнет вся колония. Но сейчас речь не об этом.

Собаки способны обнаруживать рак по запаху, но не очень эффективны

У муравьев, в отличие от собак и других животных, нет носа. Их рецепторы расположены на усиках. В своем исследовании авторы обучили несколько десятков шелковистых муравьев (Formica fusca) использовать эти обонятельные рецепторы для обнаружения опухолей в моче грызунов. Шелковистые муравьи были выбраны для эксперимента не случайно. Известно, что они обладают хорошей памятью и легко обучаются.

Исследователи вначале пересадили образцы человеческих раковых клеток молочной железы мышам. Затем они они вызвали у муравьем ассоциацию мочи больных грызунов с сахаром. В результате муравьи в лабораторных условиях стали отличать мочу здоровых мышей от больных, проводя возле нее на 20% больше времени. Об этом авторы работы сообщили в своем исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Шелковистые муравьи могут выявлять рак более эффективно, чем собаки

Как говорит Батист Пикере, ведущий автор исследования, сотрудник Северного парижского университета Сорбонны во Франции, секрет успеха заключается в том, что муравьи просто хотят есть сахар. Надо сказать, что Батист Перне, как он сам рассказывает, был очарован муравьями с самого детства, поэтому много времени наблюдал и даже играл с ними в саду. Это помогло ему использовать потенциал насекомых в медицинских целях.

Муравье — перспективные биодетекторы?

Сами исследователи довольны результатами своей работы. Они уверены, что в скором будущем получится массово использовать муравьев в качестве недорогих и эффективных биодетекторов, способных обнаруживать онкологические заболевания в моче пациентов. Обучение насекомых не занимает много времени. Однако предварительно авторам придется еще придется выполнить много работы, чтобы окончательно убедиться в эффективности технологии.

В первую очередь надо выяснить как муравьи реагируют на дополнительные факторы, такие как диета или возраст пациента. На следующем этапе исследователи будут обучать этих насекомых обнаруживать рак у реальных пациентов. Конечно, в идеале лучше было бы распознавать рак еще до его появления. Ранее мы рассказывали, что это тоже возможно. Но даже диагностика на ранней стадии болезни поможет увеличить выживаемость.