Медоносне пчеле могу детектовати суптилне мирисе карцинома плућа у лабораторији — па чак и слаб мирис болести који може долазити из даха пацијента.
Инспирисани изузетним олфакторним способностима ових инсеката, научници су спојили мозгове живих пчела са електродама, прошли различите мирисе испод антена инсеката и затим забележили мождане сигнале. „Врло је јасно — као дан и ноћ — да ли пчела реагује на хемикалију или не,“ каже Дебајит Саха, неурални инжењер са Универзитета Мичиген Стејт у Ист Ленсингу.
Како је дошло до тога?
Различити мириси изазвали су препознатљиве обрасце мождане активности, неку врсту неуралног отиска прста за мирис, извештаваjу Саха и његове колеге 4. јуна у часопису „Biosensors“ и „Bioelectronics“.
Једног дана, каже он, доктори би могли користити медоносне пчеле у клиникама за рак као живе сензоре за рано откривање болести.
Електронски носеви, или е-носеви, и друге врсте механичке опреме за детекцију мириса постоје, али нису баш најбољи. Када је у питању мирис, каже Саха, „биологија има ову способност да разликује веома, веома сличне мешавине, што ниједан други инжењерски сензор не може.“
Мирис је важан део комуникације многих инсеката
Мирис је важан део комуникације многих врста инсеката, каже хемијски еколог Флора Гоузерх из Француског националног института за одрживи развој у Mонпељеу. За њих, „то је језик,“ каже она.
Идеја да животињска чула могу нањушити болест није нова; доктори су пријавили случај бордер колија и добермана који су нањушили меланом код свог власника 1989. године.
Обучени мрави могу да препознају мирис ћелија рака
Недавно су научници показали да пси могу детектовати случајеве COVID-19 мирисањем зноја људи (СН: 1/6/22). Многе инсекти вероватно имају способности за детекцију болести, такође, каже Гоузерх. Мрави, на пример, могу бити обучени да препознају мирис ћелија рака узгојених у лабораторији. Али до сада, способности пчела нису биле тако јасне, каже она.
Спајањем директно на неуроне инсеката, научници могу заобићи бихевиорални тренинг
Уместо да проводе недеље учећи пса да седне када осети нешто сумњиво, тим може добити одговор директно из мозга.
Медоносне пчеле су биле држане на месту са 3-Д штампаним пластичним обручима и мало воска док су истраживачи изводили операцију на мозгу пчела, причвршћујући жице на део који процесира мирисе. Уређај је испоручивао млазове ваздуха до антена инсеката, попут продавца парфема који прска мирисе на парфемском пулту.
Сваки млаз могао је садржавати мешавину различитих мириса, попут оних које издахну здрави људи. Друга мешавина је имитирала миасму даха пацијената са раком плућа, која садржи различите мирисе потпуно неоткриве за људски нос. Коришћењем електричних сигнала прочитаних из мозга пчела, истраживачи су могли разликовати две врсте синтетичког даха најмање 93 процента времена.
Разликовање здравих од болесних ћелија
У одвојеном експерименту, Сахин тим је сакупио ваздух који је лебдео изнад ћелија плућа узгојених у лабораторији. Пчеле су успешно могле разликовати узорке ваздуха узете близу здравих ћелија и оне прикупљене близу ћелија две врсте рака: малих ћелија рака плућа и не-малих ћелија рака плућа.
Текући рад у Сахиној лабораторији такође је открио да пчеле имају способност да нањуше и друге слабе мирисе, попут оних које емитују перфлуороалкил и полифлуороалкил супстанце, познатије као ПФАС, или „вечне хемикалије.“ „То ме заиста изненадило,“ каже он. „ПФАС у окружењу су врло, врло тешко откриве.“
Опасно по здравље пчела
Сахин тим се нада да ће користити свој пчелињи сензор мириса да тестира дах стварних пацијената са раком. Највећа слабост уређаја је што траје само неколико сати пре него што се здравље мозга пчела погорша и одговори постану нестабилни, каже он. Али ради брзо и даје резултате у реалном времену. Са само једним пчелињим мозгом, каже Саха, његов тим би теоретски могао прегледати више од 100 узорака.
