Вслед за собаками ученые решили «обучить» муравьев обнаруживать рак. Спустя всего несколько дней, получив в награду немного сахара, они научились чувствовать запах раковых клеток.
Группе французских исследователей удалось доказать, что один из видов муравьев, Formica Fusca, может быть использован в медицине для выявления рака у человека, просто «по запаху». Это естественное преимущество для муравьев, которые уже используют чрезвычайно тонкие обонятельные чувства в своих повседневных делах. Ученые подробно описали результаты своего исследования в статье, опубликованной в журнале .
«Выявление рака является важной проблемой здравоохранения, но доступные в настоящее время методы, такие как МРТ или маммография, часто являются дорогостоящими и инвазивными, что ограничивает их широкое применение«, — говорится в пресс-релизе CNRS о достижениях. Среди возможностей обнаружения было показано, что раковые клетки выделяют запах, отличный от запаха здоровых клеток, из-за разницы в летучих органических соединениях (ЛОС), которые они выделяют. Поэтому здоровые и раковые клетки имеют разные «запаховые сигнатуры». Каждый тип рака также имеет свой характер. Таким образом, эти сигнатуры могут быть использованы в качестве биомаркеров, позволяющих не только обнаружить наличие рака, но и определить его тип.
Для обнаружения этих различий были опробованы различные методы, включая «искусственные носы». Однако пока они оказались менее эффективными, чем некоторые животные. По этой причине ученые широко используют их для исследования альтернативных методов обнаружения рака. «Миллионы лет эволюции сформировали тонко настроенные обонятельные системы животных, которые обнаруживают небольшие концентрации одорантов и обладают вычислительной мощностью для различения сложных смесей запахов«, — объясняет исследовательская группа. Например, уже было показано, что собаки являются хорошими кандидатами для выполнения этой сложной задачи.
Муравьи более эффективны, чем собаки?
Однако обучение собаки различать раковые и здоровые клетки остается длительным и сложным: «Одним из недостатков использования собак является то, что, несмотря на их эффективность, они медленно обучаются (от нескольких месяцев до года) и требуют интенсивного протокола обучения, прежде чем будут готовы различать раковые и здоровые образцы«, — подчеркивают ученые в своей публикации. Взяв за пример недавнее исследование, они показывают, что для достижения результата с точностью 90,3% необходимо было дрессировать двух собак в течение 5 месяцев и выполнить 1531 тест на кондиционирование для 31 эффективного теста на память.
Использование муравьев для выполнения той же работы имеет много преимуществ, считают ученые. Во-первых, они гораздо быстрее обучаются: всего за три сеанса кондиционирования они смогли отличить здоровые клетки от раковых. Таким образом, процесс занял всего три дня. Кроме того, можно одновременно обучать много муравьев, а их приобретение и содержание обходится дешевле, чем содержание собак. Основываясь на других исследованиях с муравьями, ученые считают, что муравьи могут быть способны выполнять до девяти тестов.
В своих первых экспериментах исследователи провели испытания на нескольких десятках муравьев. Сначала их поместили в круглую коробку, содержащую раковые клетки и раствор на основе сахара. Целью было связать «вознаграждение» с «правильным ответом». Когда муравьев поместили в коробку с двумя образцами — здоровыми и раковыми клетками, они двинулись к образцу раковых клеток, что позволило успешно их обнаружить. Тест также показал положительный результат при различении двух разных типов рака.
Предстоит еще много исследований, прежде чем мы увидим батальоны муравьев в лабораториях и больницах. Ученые представили предварительные результаты, но им еще предстоит провести множество дополнительных тестов. Они также отмечают, что подобные результаты, возможно, могут быть получены и с другими видами муравьев.