Хотя использование собак для обнаружения рака в клетках является хорошо задокументированной концепцией, исследователи из Северного Парижского университета Сорбонны и Исследовательского университета PSL во Франции обнаружили, что специально обученные муравьи могут обнаруживать рак, то есть делать то же самое точно, что и собаки, затрачивая на это гораздо меньше времени.
Раковые клетки отличаются от нормальных клеток и обладают особыми способностями, которые заставляют их производить летучие органические соединения (ЛОС), которые могут действовать как биомаркеры для диагностики рака при использовании газовой хроматографии или искусственных обонятельных систем.
Для подготовки собак требуются месяцы
Но результаты анализа газовой хроматографии чрезвычайно изменчивы, и «E-носы» (искусственные обонятельные системы) еще не достигли стадии жизнеспособного прототипа, когда на горизонте появится экономичная и достаточно точная система.
Вот почему носы животных, таких как собаки, очень хорошо подходят для обнаружения летучих органических соединений, продуцируемых раковыми клетками, и, таким образом, для обнаружения биомаркеров рака. Собаки развили свое обоняние за миллионы лет эволюции и обладают способностью обнаруживать очень слабые запахи, а также способностью различать и определять их.
Но требуются месяцы обучения и подготовки, прежде чем собака сможет успешно различать раковые и нераковые клетки, и сотни трудоемких испытаний. Например, в одном исследовании потребовалось две собаки, 5 месяцев обучения и 1531 испытание на выносливость, чтобы выполнить 31 тест с точностью 90,3%.
Муравьи могут обнаруживать рак лучше чем собаки, но и различают клетки двух разных раковых линий
Вооружившись более ранними доказательствами того , что насекомые также могут использовать запах для обнаружения раковых клеток, исследователи объединили использование муравьев с «недорогим, легко переносимым поведенческим анализом» для создания инструмента биодетектора раковых летучих органических соединений.
Согласно исследовательской статье, опубликованной в iScience, исследователи представили 36 отдельных муравьев F. fusca для трех тренировочных испытаний. Их поместили на круглую арену, где запах образца раковой клетки человека был связан с наградой в виде раствора сахара.
Во время этих испытаний муравьи проводили значительно больше времени рядом с условным запахом (раковыми клетками), чем только рядом с культуральной средой. (Изображение предоставлено iScience)
В ходе испытаний время, необходимое муравьям для поиска награды, уменьшилось, что указывает на то, что они были обучены обнаруживать присутствие клеток на основе их излучения ЛОС. Это подтвердили муравьи, выполнившие два последовательных теста памяти без награды.
В ходе исследования было обнаружено, что муравьи могут не только различать раковые и нераковые клетки, но и различать клетки двух разных раковых линий.
Выводы
Короткое время обучения и тот факт, что муравьи могут легко размножаться, делают их использование в качестве биодетекторов летучих органических соединений раковых клеток более жизнеспособным, чем обучение и тестирование собак или других более крупных животных с отличным обонянием.
