Как ученые обучили муравьев по запаху распознавать рак

Новое исследование показало, что муравьи способны обнаруживать раковые клетки, вынюхивая их уникальный запах. Отдельным муравьям требуется всего несколько тренировок, чтобы выучить запах раковых клеток, что, по словам исследователей, делает их использование более «выполнимым, быстрым и менее трудоемким», чем с использование других животных. 

Хотя это первое исследование такого рода, исследователи заявили, что оно показывает потенциал муравьев в качестве биодетектора рака. Когда раковые клетки растут, они производят определенные соединения, которые можно обнаружить с помощью высокотехнологичного оборудования или ощущаются животными с особо чувствительным носом. 

Собаки могут учуять рак, как показали недавние исследования: одно исследование показало, что наши собачьи компаньоны могут вынюхивать рак легких с почти 97-процентной точностью. Однако дрессировка собак — длительный и дорогостоящий процесс. 

Французские ученые решили провести исследование с использованием различных животных для обнаружения запаха рака. Насекомые, которых легко выращивать и которые недороги, казались хорошим выбором. Их обонятельная система часто имеет решающее значение для их выживания, ведя их к съедобным растениям и добровольным партнерам. 

муравьи и рак

Команда сосредоточилась на виде муравья под названием Formica fusca, который, как они ранее продемонстрировали, быстро обучался. После выращивания раковых клеток в течение нескольких дней исследователи установили площадку, на которой одному муравью предлагали одну пустую пробирку, а другую — с раковыми клетками. Затем они начали приучать муравьев распознавать, кто есть кто. 

«Муравьям потребовалось всего 30 минут для того, чтобы научиться вынюхивать образец рака, как сахарный раствор», — сказал первый автор исследования доктор Батист Пикере из Университета Сорбонна, Париж-Норд. 
«После нескольких презентаций запаха и награды, муравей будет ассоциировать, что запах является предвестником награды, и если он хочет награды, он начнет искать запах… После того, как ассоциативное обучение было завершено, мы проверили память муравья, помещая его на безвозмездную площадку с выученным запахом рака и новым запахом (например, здоровым запахом). 

«Муравьи были обучены на площадках, содержащих раковые клетки и награду за раствор сахара. На этой второй площадке было видно, что муравей ищет раковый запах, надеясь найти награду, что, по словам исследователей, демонстрирует, что они могут ощущать присутствие раковых клеток. 

Поскольку разные виды рака производят разные запахи, вторая задача для муравьев-нюхачей заключалась в том, чтобы различать два типа раковых новообразований. Всех муравьев обучали одинаково обнаруживать рак молочной железы, но половину научили распознавать один тип, а остальных – другой. 

Тем не менее, муравьи показали себя так же хорошо, как и собаки, в обнаружении раковых клеток, способных различать два разных типа рака молочной железы. Хотя они были приучены получать вознаграждение от одного типа рака, а не от другого, это все еще было далеко от того, чтобы их можно было использовать для реальной медицинской диагностики». 

муравей и онкология

Это исследование дает нам доказательство того, что муравьи могут научиться обнаруживать запах рака, когда запах исходит от клеточных культур выращенных в лаборатории. 

«Хотя необходимо более глубоко проверить способности муравьев с точки зрения биообнаружения, это доказательство концепции показывает, что муравьи могут учиться очень быстро — менее 30 минут для большинства особей — с помощью недорогостоящего метода, который может быть достигнут любым способом  после пары дней обучения», — отмечает  Пикере. 

Один из типов муравьев Formica fusca, участвовавший в исследовании, по словам Пикере, используется во всем мире в онкологических лабораториях для изучения болезни. «Но человеческое тело состоит не из одного типа клеток, а из множества. Теперь нам нужно оценить возможность использования муравьев для обнаружения рака, сравнив целый организм с раком и целый организм без рака. Когда мы закончим, мы сможем проверить способность муравьев использовать человеческое тело как источник запаха».

Оцените статью
Захватывающие Факты о Нашем Мире | DailySci
Добавить комментарий