Пчелы обладают обонянием в 100 раз более чувствительным, чем человеческий нос. Имея в своем распоряжении 170 рецепторов запаха, они способны распознавать присутствие слабых метаболических газов, выделяемых раковыми клетками на самых ранних стадиях заболевания.
Горстка ученых ищет способы, с помощью которых насекомые могли бы лучше передавать эту информацию, и стремится включить ошибки с этой уникальной способностью в клинические условия. Например, исследователи из Университета Джорджии изобрели портативное устройство, содержащее паразитических ос, обученных двигаться в направлении определенных запахов. Затем они используют компьютерное программное обеспечение, которое анализирует пленку движений ос, чтобы определить, какие рисунки указывают на то, что запах был положительно идентифицирован. Как я уже рассказывал в конце прошлого года, Кристина Соарес, британский промышленный дизайнер, применила элегантный подход к поведенческому обучению при разработке стеклянного устройства под названием Bee's. Она сделала это так, что простое введение газов, содержащих биомаркеры болезни, такие как дыхание пациента, заставило бы колонию пчел ворваться в испытательную камеру.
Но, возможно, наиболее многообещающий метод использования насекомых для диагностики опухолей исходит из недавнего эксперимента, проведенного учеными из Университета Констанца в Германии и Университета Ла Сапиенца в Италии, который продемонстрировал, что плодовые мушки могут быть генетически модифицированы, чтобы светиться в тот момент, когда они вступить в контакт с этими летучими молекулами.
Это не становится более простым, чем это. Согласно отчету команды, плодовая муха обладает вдвое меньшим количеством чувствительных к запаху рецепторов, чем пчела, но ее обонятельная система, по-видимому, все еще достаточно чувствительна, чтобы отличить раковые клетки от здоровых. Более того, исследователи обнаружили, что рецепторные нейроны на антеннах мух способны различать пять типов рака молочной железы.
Для исследования, подробно описанного в журнале Nature, исследователи разработали машину, которая издала запах, исходящий от пяти различных штаммов выращенных в лаборатории клеток рака молочной железы, наряду со здоровой тканью молочной железы человека in vitro, над областью, содержащей мух. Затем они использовали микроскоп, чтобы исследовать флуоресцентные картины, которые стали видны на антеннах мух, когда их рецепторные нейроны обнаруживали запахи.
Дрозофилы считаются модельными организмами для исследователей, стремящихся лучше понять, как работают наши собственные тела. Относительно простой базовый геном плодовой мухи может быть легко изменен; ученые выборочно включают и выключают определенные гены, а также вводят мутированные человеческие гены. В прошлом биоинженеры создавали мутантных мух с флуоресцентной пищеварительной системой для изучения механизмов запора и задержки воды во время беременности. Они также были использованы для изучения прогрессирования болезни Альцгеймера.
Популярные лабораторные насекомые недороги в размножении и обладают короткими жизненными циклами, которые позволяют проводить эффективные исследования. Ведущий автор исследования Джованни Галиция из Университета La Sapienza заявила, что плодовые мушки могут идеально подходить для этой важной роли в медицинских исследованиях, учитывая эти особенности.
«Высокая чувствительность природных обонятельных рецепторов в сочетании с быстротой, с которой мы можем получить эти результаты теста, - говорит он, - может привести к разработке дешевого, быстрого и высокоэффективного предварительного скрининга, способного обнаруживать раковые клетки. задолго до того, как мы сможем обнаружить их с помощью современных методов диагностики ».
