Медоносные пчелы обнаруживают рак легких по запаху: новый метод диагностики.

Ученые из Мичиганского государственного университета обнаружили, что медоносные пчелы способны обнаруживать биомаркеры и химические концентрации, связанные с раком легких, в дыхании человека. Они также могут распознавать различные типы клеток рака легких, используя только запах клеточных культур. Эти результаты могут стать основой для разработки новых методов ранней диагностики рака легких. Исследование опубликовано в журнале Biosensors and Bioelectronics.

«Насекомые обладают невероятным обонянием, сравнимым с собаками», — заявил Дебаджит Саха, доцент Инженерного колледжа и Института количественных медицинских наук и инженерии Мичиганского государственного университета.

Элисса Кокс, бывший менеджер в лаборатории Саха, и Майкл Парнас, докторант, работающий в этой лаборатории, разработали композицию синтетического дыхания, которая имитирует химический состав дыхания больного раком легких и здорового человека. Они использовали разные уровни шести соединений, таких как трихлорэтилен и 2-метилгептан.

«Мы проверили эти синтетические композиции на примерно 20 пчелах и создали специальную шлейку, напечатанную на 3D-принтере, чтобы закрепить живую пчелу и прикрепить к ее мозгу электрод для измерения изменений в нейронной активности», рассказала Кокс.

«Мы передали эти ароматы медоносным пчелам и записали их нервные сигналы. Мы обнаружили изменения в реакции активности и смогли определить, сколько соединений, связанных с раком, должно быть присутствующих в дыхании человека, чтобы пчела могла их обнаружить. Медоносные пчелы смогли обнаружить даже малые концентрации, что является впечатляющим результатом», добавил Саха.

«Мы выявили несколько различных нейронов в мозгу медоносных пчел, которые различают синтетическое дыхание, вызванное раком легких, и здоровое дыхание», отметил Парнас.

Затем эксперименты были проведены на культуре клеток рака легких человека с помощью Кристофера Контага, директора Института количественных медицинских наук и инженерии Мичиганского государственного университета, и его лаборатории.

Для этих экспериментов разные типы культур клеток рака легких были выращены в герметичных колбах, а датчик на основе мозга пчелы использовался для проверки запаха клеток рака легких. Ученые успешно продемонстрировали возможность медоносных пчел различать мелкоклеточный рак легких, немелкоклеточные раковые клетки и здоровые клетки. Они считают, что это удивительное свойство медоносных пчел можно использовать для оперативной диагностики конкретных типов рака и выбора соответствующего лечения. Команда работает над созданием неинвазивного теста, который требует только вдоха пациента в устройство, а датчик на основе мозга медоносной пчелы будет анализировать дыхание и передавать результаты по беспроводной сети в режиме реального времени, если в дыхании присутствуют химические вещества, связанные с раком.

Источник: Michigan State University. Фото: Saha lab.