Medonosne pčele mogu detektovati suptilne mirise karcinoma pluća u laboratoriji — pa čak i slab miris bolesti koji može dolaziti iz daha pacijenta.
Inspirisani izuzetnim olfaktornim sposobnostima ovih insekata, naučnici su spojili mozgove živih pčela sa elektrodama, prošli različite mirise ispod antena insekata i zatim zabeležili moždane signale. „Vrlo je jasno — kao dan i noć — da li pčela reaguje na hemikaliju ili ne,“ kaže Debajit Saha, neuralni inženjer sa Univerziteta Mičigen Stejt u Ist Lensingu.
Kako je došlo do toga?
Različiti mirisi izazvali su prepoznatljive obrasce moždane aktivnosti, neku vrstu neuralnog otiska prsta za miris, izveštavaju Saha i njegove kolege 4. juna u časopisu „Biosensors“ i „Bioelectronics“.
Jednog dana, kaže on, doktori bi mogli koristiti medonosne pčele u klinikama za rak kao žive senzore za rano otkrivanje bolesti.
Elektronski nosevi, ili e-nosevi, i druge vrste mehaničke opreme za detekciju mirisa postoje, ali nisu baš najbolji. Kada je u pitanju miris, kaže Saha, „biologija ima ovu sposobnost da razlikuje veoma, veoma slične mešavine, što nijedan drugi inženjerski senzor ne može.“
Miris je važan deo komunikacije mnogih insekata
Miris je važan deo komunikacije mnogih vrsta insekata, kaže hemijski ekolog Flora Gouzerh iz Francuskog nacionalnog instituta za održivi razvoj u Monpeljeu. Za njih, „to je jezik,“ kaže ona.
Ideja da životinjska čula mogu nanjušiti bolest nije nova; doktori su prijavili slučaj border kolija i dobermana koji su nanjušili melanom kod svog vlasnika 1989. godine.
Obučeni mravi mogu da prepoznaju miris ćelija raka
Nedavno su naučnici pokazali da psi mogu detektovati slučajeve COVID-19 mirisanjem znoja ljudi (SN: 1/6/22). Mnoge insekti verovatno imaju sposobnosti za detekciju bolesti, takođe, kaže Gouzerh. Mravi, na primer, mogu biti obučeni da prepoznaju miris ćelija raka uzgojenih u laboratoriji. Ali do sada, sposobnosti pčela nisu bile tako jasne, kaže ona.
Spajanjem direktno na neurone insekata, naučnici mogu zaobići bihevioralni trening
Umesto da provode nedelje učeći psa da sedne kada oseti nešto sumnjivo, tim može dobiti odgovor direktno iz mozga.
Medonosne pčele su bile držane na mestu sa 3-D štampanim plastičnim obručima i malo voska dok su istraživači izvodili operaciju na mozgu pčela, pričvršćujući žice na deo koji procesira mirise. Uređaj je isporučivao mlazove vazduha do antena insekata, poput prodavca parfema koji prska mirise na parfemskom pultu.
Svaki mlaz mogao je sadržavati mešavinu različitih mirisa, poput onih koje izdahnu zdravi ljudi. Druga mešavina je imitirala miasmu daha pacijenata sa rakom pluća, koja sadrži različite mirise potpuno neotkrive za ljudski nos. Korišćenjem električnih signala pročitanih iz mozga pčela, istraživači su mogli razlikovati dve vrste sintetičkog daha najmanje 93 procenta vremena.
Razlikovanje zdravih od bolesnih ćelija
U odvojenom eksperimentu, Sahin tim je sakupio vazduh koji je lebdeo iznad ćelija pluća uzgojenih u laboratoriji. Pčele su uspešno mogle razlikovati uzorke vazduha uzete blizu zdravih ćelija i one prikupljene blizu ćelija dve vrste raka: malih ćelija raka pluća i ne-malih ćelija raka pluća.
Tekući rad u Sahinoj laboratoriji takođe je otkrio da pčele imaju sposobnost da nanjuše i druge slabe mirise, poput onih koje emituju perfluoroalkil i polifluoroalkil supstance, poznatije kao PFAS, ili „večne hemikalije.“ „To me zaista iznenadilo,“ kaže on. „PFAS u okruženju su vrlo, vrlo teško otkrive.“
Opasno po zdravlje pčela
Sahin tim se nada da će koristiti svoj pčelinji senzor mirisa da testira dah stvarnih pacijenata sa rakom. Najveća slabost uređaja je što traje samo nekoliko sati pre nego što se zdravlje mozga pčela pogorša i odgovori postanu nestabilni, kaže on. Ali radi brzo i daje rezultate u realnom vremenu. Sa samo jednim pčelinjim mozgom, kaže Saha, njegov tim bi teoretski mogao pregledati više od 100 uzoraka.
