Βιοδείκτες ή χημικές συγκεντρώσεις στην ανθρώπινη αναπνοή που συνδέονται με τον καρκίνο του πνεύμονα, είναι δυνατό να ανιχνευθούν από τις μέλισσες, οι οποίες, σύμφωνα με νέα έρευνα, μπορούν να διακρίνουν μεταξύ διαφορετικών τύπων κακοήθειας μόνο μέσω της όσφρησης.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Biosensors and Bioelectronics και τιτλοφορείται «Ακριβής ανίχνευση επιλεγμένων βιοδεικτών και κυτταρικών γραμμών του ανθρώπινου καρκίνου του πνεύμονα, χρησιμοποιώντας οσφρητικό νευρικό κύκλωμα μέλισσας ως νέο αισθητήρα αερίων».
Ερευνητές στο Κολλέγιο Μηχανικών του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν και το Ινστιτούτο Ποσοτικής Επιστήμης και Μηχανικής Υγείας, ανέφεραν ότι τα ευρήματα της έρευνας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως μοντέλο για την ανάπτυξη νέων τεστ για τη διάγνωση του καρκίνου του πνεύμονα σε πρώιμο στάδιο.
Οι μέλισσες έχουν ένα ευαίσθητο οσφρητικό σύστημα που έχει σχεδιαστεί για να τις βοηθά να πλοηγούνται σε πολύπλοκα περιβάλλοντα, με σκοπό την αναζήτηση τροφής, την αναπαραγωγή και την άμυνα, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιόπιστη ανίχνευση ενός ευρέος φάσματος πτητικών χημικών ουσιών – τη «μυρωδιά» των αντικειμένων – ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις.
«Τα έντομα έχουν εκπληκτική όσφρηση όπως και οι σκύλοι», είπε ο καθηγητής Ντεμπάτζιτ Σάχα. Ο ίδιος και η ομάδα του ήθελαν να δουν εάν οι μέλισσες μπορούσαν να διακρίνουν μεταξύ των χημικών ουσιών στην ανθρώπινη αναπνοή και εκείνων σε αυτή ενός υγιούς ανθρώπου.
Οι βιολογικές «μύτες» όπως αυτές στις κεραίες των μελισσών είναι εξαιρετικά ευαίσθητες. Οι μέλισσες αναγνωρίζουν την «ταυτότητα» της οσμής και εκτελούν σύνθετες οσφρητικές συμπεριφορικές εργασίες – παρόμοιες με τις μύτες των σκύλων που έχουν επιτύχει στην ανίχνευση διαφορετικών πτητικών οσφρητικών ενώσεων.
Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η δεύτερη πιο συχνά διαγνωσθείσα μορφή καρκίνου παγκοσμίως και η κύρια αιτία θανάτου τόσο στους άνδρες όσο και στις γυναίκες. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι – ο μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα και ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα, καθένας από τους οποίους έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά. Τα μεγαλύτερα κύτταρα αναπτύσσονται πιο αργά, ενώ τα μικρότερα μπορούν να πολλαπλασιαστούν και να εξαπλωθούν γρήγορα.
Σύγκριση υγειών και συνθετικών μειγμάτων αναπνοής
Οι ερευνητές Ελίσα Κοξ και Μάικλ Πάρνας, ανέπτυξαν μια «συνταγή» για ένα συνθετικό μείγμα αναπνοής χρησιμοποιώντας διαφορετικά επίπεδα έξι ενώσεων όπως το τριχλωροαιθυλένιο και το 2-μεθυλοεπτάνιο για να δημιουργήσουν τη χημική σύνθεση της αναπνοής κάποιου με καρκίνο του πνεύμονα και ένα συνθετικό μείγμα υγιούς αναπνοής.
«Δοκιμάσαμε το συνθετικό καρκίνο του πνεύμονα σε σύγκριση με μείγματα υγιούς ανθρώπινης αναπνοής σε περίπου 20 μέλισσες», ανέφεραν οι ίδιοι.
«Περάσαμε αυτές τις μυρωδιές στην κεραία των μελισσών και καταγράψαμε τα νευρικά σήματα από τον εγκέφαλό τους», είπε ο Σάχα. Οι ερευνητές επιχείρησαν επίσης, να μετρήσουν πόσες από τις ενώσεις που υποδεικνύουν καρκίνο έπρεπε να υπάρχουν στην αναπνοή κάποιου, ώστε να μπορούν να ανιχνευτούν από τις μέλισσες.
«Εντόπισαν ακόμη και πολύ μικρές συγκεντρώσεις. Ήταν ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα», είπε ο Σάχα. Ο Πάρνας ανέλυσε τα νευρωνικά δεδομένα και είδε τις αιχμές στα σήματα του εγκεφάλου των μελισσών.
«Μπορούμε να δούμε διαφορές στο πώς μυρίζουν οι μέλισσες», εξήγησε. «Εντοπίσαμε αρκετούς διαφορετικούς νευρώνες να εκτοξεύονται στον εγκέφαλο των μελισσών που διαφοροποιούσαν ξεκάθαρα την αναπνοή του συνθετικού καρκίνου του πνεύμονα και την υγιή αναπνοή».
«Αυτό που είναι εκπληκτικό είναι η ικανότητα της μέλισσας όχι μόνο να ανιχνεύει καρκινικά κύτταρα αλλά και να διακρίνει μεταξύ των κυτταρικών σειρών διαφόρων τύπων», δήλωσε μια άλλη επιστήμονας, η Ότομν ΜακΛέιν-Σβομπόντα. «Οι μελλοντικές χρήσεις θα μπορούσαν να είναι τεράστιες, καθώς ο αισθητήρας μας θα μπορούσε να παρέχει συγκεκριμένες διαγνώσεις καρκίνου γρήγορα, κάτι που είναι επιτακτική ανάγκη για σωστές οδούς θεραπείας».
Ο Σάχα οραματίζεται ότι αυτή η εργασία θα ανοίξει την πόρτα για περισσότερες βιολογικές τεχνολογίες ανίχνευσης ασθενειών που βασίζονται στη μυρωδιά . Στο μέλλον, η ομάδα του σχεδιάζει να αναπτύξει ένα μη επεμβατικό τεστ που απαιτεί από τους ασθενείς μόνο να αναπνέουν μέσα σε μια συσκευή. Ο αισθητήρας στο εσωτερικό, βασισμένος σε εγκεφάλους μελισσών, θα ανέλυε την αναπνοή και θα ανέφερε ασύρματα σε πραγματικό χρόνο εάν υπάρχουν χημικές ουσίες για τον καρκίνο.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου