Саранча может обнаружить рак у человека
Новое исследование, проведенное под руководством Мичиганского государственного университета (МГУ), показало, что саранча может надежно определять по запаху различные виды рака человека. Насекомые могут не только "чуять" разницу между здоровыми и раковыми клетками, но и различать различные линии раковых клеток. Эти результаты могут стать основой для создания устройств, использующих сенсорные нейроны саранчи для раннего выявления рака с помощью биомаркеров, содержащихся только в дыхании пациента.
"Носы - это все еще современная технология", - сказал старший автор исследования Дебаджит Саха, доцент кафедры биомедицинской инженерии МГУ. "Нет ничего лучше, чем они, когда речь идет о газовом сенсинге. Люди работают над "электронными носами" уже более 15 лет, но они все еще не приблизились к тому, что биология может сделать беспрепятственно".
Раковые клетки функционируют иначе, чем здоровые, и по мере роста создают различные химические соединения. Если эти химические вещества попадают в легкие или дыхательные пути - что происходит при большинстве видов рака - их можно обнаружить в выдыхаемом воздухе.
"Теоретически, вы можете дышать в устройство, и оно будет способно обнаруживать и различать несколько типов рака и даже определять стадию заболевания. Однако такое устройство пока не может быть использовано в клинических условиях", - пояснил профессор Саха.
Прикрепив электроды к их мозгу и записав их реакцию на образцы газа, выделяемого как здоровыми, так и раковыми клетками, исследователи изучили, насколько хорошо саранча - модельные организмы, широко используемые в научном сообществе - может дифференцировать эти различные типы клеток в случае трех различных клеточных линий рака ротовой полости. "Мы ожидали, что раковые клетки будут выглядеть иначе, чем нормальные клетки", - сказал соавтор исследования Кристофер Контаг, профессор биомедицинской инженерии МГУ. "Но когда жучки смогли отличить друг от друга три разных вида рака, это было удивительно".
Хотя команда сосредоточилась только на раке ротовой полости, они считают, что эта система может работать с любым раком, который выделяет метаболиты в дыхание, а это, скорее всего, большинство видов рака. Используя информацию, полученную от нейронных систем саранчи, они стремятся разработать портативные датчики, которые могли бы анализировать летучие биомаркеры рака до того, как другие, более инвазивные методы смогут выявить болезнь.
"Раннее обнаружение так важно, и мы должны использовать все возможные инструменты для достижения этой цели, будь то разработанные или предоставленные нам миллионами лет естественного отбора. Если мы добьемся успеха, рак станет излечимой болезнью", - заключил профессор Контаг.
Препринт исследования можно найти на сайте bioRxiv.
