Бджоли забезпечують людей медом, воском і вважаються одними з найважливіших запилювачів рослин. Нове американське дослідження показало, що надзвичайну чуйність нюхових нейронів медоносних бджіл можна використовувати для розробки нових способів ранньої діагностики раку легенів.
Застосування гострого нюху тварин у біомедичних цілях давно цікавить вчених. Зокрема, дослідники раніше проводили експерименти щодо виявлення собаками різних захворювань людини, у тому числі ракових, вірусних та паразитичних. Нещодавно канадські фахівці продемонстрували, що чуйні носи собак-помічників здатні в запаху дихання вловити ознаки стресового стану у людей із посттравматичним розладом.
Однак комахи, такі як медоносні бджоли, мають не менш розвинений нюх і теж можуть розпізнавати різні запахи в низькій концентрації. До того ж їх використання як діагностичний інструмент є більш економічно доцільним.
Фахівці в галузі біомедичної інженерії, мікробіології та нейронаук з Університету штату Мічиган (США) у серії експериментів переконалися у здатності бджіл відрізняти дихання хворих на рак легенів і здорових людей за летючими органічними сполуками. Дослідження опублікував журнал Biosensors and Bioelectronics.
У лабораторії вчені створили синтетичні запахи, що імітують дихання здорової людини та онкохворої. У другому випадку використовували шість летких біомаркерів раку легень у різних концентраціях. Потім отримані суміші протестували на двох десятках бджіл.
Для експериментів вчені сконструювали та роздрукували на 3D-принтері пристрій для утримання живої бджоли. Комахам, що поміщеним туди, розкривали голову і за допомогою крихітних електродів, вживлених в ту частину мозку, яка відповідає за нюх, реєстрували зміни в нейронних сигналах під впливом різних стимулів.
Проаналізувавши нейронні реакції, дослідники встановили, що бджоли вловлюють пов’язані з раком легких сполуки, причому дуже малих концентраціях. Щобільше, нюхові нейрони мозку бджіл зуміли не тільки відрізнити «запах» здорових клітинних культур від уражених раком легень, але й успішно диференціювали дрібноклітинні (small cell lung cancer, SCLC) і недрібноклітинні різновиди раку легень (non-small cell lung cancer, NSC.
За словами авторів роботи, їх результати мають важливе значення, оскільки відкривають шлях до створення нових біомедичних технологій виявлення хвороби.
У планах вчених – розробка неінвазивного діагностичного тесту на основі зроблених в експерименті відкриттів. За задумом дослідників, від пацієнтів потрібно просто робити видих у пристрій зі спеціальним сенсором усередині, який аналізуватиме хімічний склад дихання, подібно до мозку бджіл. Новий спосіб у разі його створення дозволить швидко визначати різновид раку легень, що вкрай важливо для подальшого підбору правильної стратегії лікування.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, рак легень входить до трійки найпоширеніших онкопатологій на планеті поряд з раком молочної залози та колоректальним. Захворювання нерідко діагностують на пізніх стадіях, коли діапазон варіантів лікування обмежений.