У пчел нашли способность выявлять рак легких по дыханию

Применение острого обоняния животных в биомедицинских целях давно интересует ученых. В частности, исследователи ранее проводили эксперименты по выявлению собаками разных заболеваний человека, в том числе раковых, вирусных и паразитических. Недавно канадские специалисты продемонстрировали, что чуткие носы собак-помощников способны в запахе дыхания уловить признаки стрессового состояния у людей с посттравматическим расстройством.

Однако насекомые, такие как медоносные пчелы, обладают не менее развитым обонянием и тоже могут распознавать самые разные запахи в низкой концентрации. К тому же их использование в качестве диагностического инструмента более экономически целесообразно.

Специалисты в области биомедицинской инженерии, микробиологии и нейронаук из Университета штата Мичиган (США) в серии экспериментов убедились в способности пчел отличать дыхание больных раком легких и здоровых людей по содержащимся в нем летучим органическим соединениям. Исследование опубликовал журнал Biosensors and Bioelectronics.

В лаборатории ученые создали синтетические запахи, имитирующие дыхание здорового человека и онкобольного. Во втором случае использовали шесть летучих биомаркеров рака легких в разных концентрациях. Затем полученные смеси протестировали на двух десятках пчел.

Для экспериментов ученые сконструировали и распечатали на 3D-принтере приспособление для удерживания живой пчелы. Помещенным туда насекомым вскрывали голову и с помощью крошечных электродов, вживленных в ту часть мозга, которая отвечает за обоняние, регистрировали изменения в нейронных сигналах под воздействием разных стимулов.

Проанализировав нейронные реакции, исследователи установили, что пчелы улавливают связанные с раком легких соединения, причем в очень малых концентрациях. Больше того, обонятельные нейроны мозга пчел сумели не только отличить «запах» здоровых клеточных культур от пораженных раком легких, но и успешно дифференцировали мелкоклеточные (small cell lung cancer, SCLC) и немелкоклеточные разновидности рака легких (non-small cell lung cancer, NSCLC).

По словам авторов работы, их результаты имеют важное значение, поскольку открывают путь к созданию новых биомедицинских технологий выявления болезни.

В планах ученых — разработка неинвазивного диагностического теста на основе сделанных в эксперименте открытий. По замыслу исследователей, от пациентов потребуется просто делать выдох в устройство со специальным сенсором внутри, который будет анализировать химический состав дыхания, подобно мозгу пчел. Новый способ, в случае его создания, позволит быстро определять разновидность рака легких, что крайне важно для дальнейшего подбора правильной стратегии лечения.

По данным Всемирной организации здравоохранения, рак легких входит в тройку самых распространенных онкопатологий на планете наряду с раком молочной железы и колоректальным. Заболевание нередко диагностируют на поздних стадиях, когда диапазон вариантов лечения ограничен.