Муравьев будут использовать для диагностики рака?

Муравьев будут использовать для диагностики рака? Ученые обучили муравьев определять рак по запаху мочи. Фото.

Ученые обучили муравьев определять рак по запаху мочи

Одной из причин высокой смертности от онкологических заболеваний, как мы неоднократно рассказывали, является несвоевременная его диагностика. Поэтому ученые уже не один десяток лет ломают голову над тем, как эффективно диагностировать рака на самых ранних этапах. Недавно мы рассказывали о том, что ученые работают над технологией диагностики онкологических заболеваний по ДНК при помощи искусственного интеллекта, и уже добились определенных результатов. Однако, как показало другое исследование, выявлять рак может не только искусственный интеллект, но и вполне натуральный, которым обладают муравьи.

Диагностика рака по запаху

Технологии диагностирования рака, которые применяются в настоящее время, далеко не идеальны. К примеру, биопсия и колоноскопия очень узконаправлены, применяются только в том случае, когда уже имеется подозрение на рак в том или ином месте тела. Диагностика на основе поиска белков и пептидов тоже имеет свои минусы, к примеру, может не показывать рак на ранних этапах. К тому же этот способ тоже достаточно узконаправленный.

Но какие еще онкомаркеры можно использовать? Науке давно известно, что опухолевые клетки содержат определенные летучие органические соединения (ЛОС), другими словами, они имеют определенный запах. Более того, этот запах могут чувствовать животные, к примеру, собаки. Как известно, они обладают очень чувствительным обонянием. Поэтому после определенной дрессуры помогают медикам ставить диагноз пациентам.

Диагностика рака по запаху. Раковые клетки имеют определенный запах, который могут улавливать животные с хорошим обонянием. Фото.

Раковые клетки имеют определенный запах, который могут улавливать животные с хорошим обонянием

Но почему собак массово не используют для диагностики рака? Дело в том, что обнюхивать тысячи образцов, чтобы найти из них один, который обладает определенным запахом, очень сложно даже для собаки. А если собака «не в духе», она может вообще пропустить образец. Кроме того, обучение собак требует много времени и сил, а значит является дорогостоящей процедурой.

Очевидно нужен более надежный и простой способ диагностики. По мнению ученых, более эффективной и дешевой альтернативной собакам являются муравьи, которых тоже можно обучить выявлять рак.

Как муравью определяют рак

Обоняние в жизни муравьев играет очень важную роль. Они используют химические сигналы практически для всего: находят пищу, отличают товарищей по колонии от чужих муравьев, защищают детенышей и т.д. Во многом именно благодаря этой “химической коммуникации” муравьи способны не только создавать сложные сообщества маток и рабочих особей, но и действовать синхронно. Правда, иногда такая коммуникация играет с ними злую шутку, в результате чего иногда гибнет вся колония. Но сейчас речь не об этом.

Как муравью определяют рак. Собаки способны обнаруживать рак по запаху, но не очень эффективны. Фото.

Собаки способны обнаруживать рак по запаху, но не очень эффективны

У муравьев, в отличие от собак и других животных, нет носа. Их рецепторы расположены на усиках. В своем исследовании авторы обучили несколько десятков шелковистых муравьев (Formica fusca) использовать эти обонятельные рецепторы для обнаружения опухолей в моче грызунов. Шелковистые муравьи были выбраны для эксперимента не случайно. Известно, что они обладают хорошей памятью и легко обучаются.

Исследователи вначале пересадили образцы человеческих раковых клеток молочной железы мышам. Затем они они вызвали у муравьем ассоциацию мочи больных грызунов с сахаром. В результате муравьи в лабораторных условиях стали отличать мочу здоровых мышей от больных, проводя возле нее на 20% больше времени. Об этом авторы работы сообщили в своем исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Как муравью определяют рак. Шелковистые муравьи могут выявлять рак более эффективно, чем собаки. Фото.

Шелковистые муравьи могут выявлять рак более эффективно, чем собаки

Как говорит Батист Пикере, ведущий автор исследования, сотрудник Северного парижского университета Сорбонны во Франции, секрет успеха заключается в том, что муравьи просто хотят есть сахар. Надо сказать, что Батист Перне, как он сам рассказывает, был очарован муравьями с самого детства, поэтому много времени наблюдал и даже играл с ними в саду. Это помогло ему использовать потенциал насекомых в медицинских целях.

Муравье — перспективные биодетекторы?

Сами исследователи довольны результатами своей работы. Они уверены, что в скором будущем получится массово использовать муравьев в качестве недорогих и эффективных биодетекторов, способных обнаруживать онкологические заболевания в моче пациентов. Обучение насекомых не занимает много времени. Однако предварительно авторам придется еще придется выполнить много работы, чтобы окончательно убедиться в эффективности технологии.

Не забудьте подписаться на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где мы подготовили для вас поистине захватывающие и увлекательные материалы.

В первую очередь надо выяснить как муравьи реагируют на дополнительные факторы, такие как диета или возраст пациента. На следующем этапе исследователи будут обучать этих насекомых обнаруживать рак у реальных пациентов. Конечно, в идеале лучше было бы распознавать рак еще до его появления. Ранее мы рассказывали, что это тоже возможно. Но даже диагностика на ранней стадии болезни поможет увеличить выживаемость.

Древние животные страдали от рака более 200 миллионов лет назад

Древние животные страдали от рака более 200 миллионов лет назад. Ученые обнаружили рак костной ткани у ископаемого существа, которое жило более 215 миллионов лет назад. Фото.

Ученые обнаружили рак костной ткани у ископаемого существа, которое жило более 215 миллионов лет назад

Рак — одно из самых страшных заболеваний человечества. Согласно данным ВОЗ, только в 2020 году от него в мире скончались около 10 миллионов человек. Но появился он не в наши дни, как многие предполагают, а гораздо раньше. Первые письменные упоминания об онкологических заболеваниях встречаются еще в папирусах Древнего Египта. Но когда вообще впервые появился рак? Согласно последним данным, это произошло задолго до появление человека на Земле. Недавнее исследование, опубликованное международной группой ученых, стало очередным тому подтверждением. В нем говорится, что от остеосаркомы страдали существа, жившие еще в триасовом периоде (начался более 250 миллионов лет назад и закончился 201 миллион лет назад). В настоящее время остеосаркома — это распространенный вид рака костей, которым болеют люди.

Первое свидетельство рака костей

Ученые периодически обнаруживают следы тех или иных заболеваний в останках доисторических животных. Возраст некоторых болезней иногда насчитывает десятки миллионов лет. Но на этот раз древнее заболевание оказалось еще старше. Его удалось обнаружить в окаменелостях крупной амфибии Metoposaurus krasiejowensis междисциплинарной международной исследовательской группе под руководством доктора Давида Сурмика, сотрудника Силезского университета в Катовице.

Метопозавры, представители темноспондильных, или расчлененнопозвонковых земноводных, более 215 миллионов лет назад обитали в поймах рек на юго-западе Польши. Окаменелость со следами рака была обнаружена в районе деревни Красеюв, расположенной недалеко от города Ополе. Это место на юго-западе Польши, которое давно прославилось многочисленными останками ископаемых позвоночных.

Первое свидетельство рака костей. Скелет метопозавра, амфибии, обитавшей в поймах рек на юго-западе Польши. Фото.

Скелет метопозавра, амфибии, обитавшей в поймах рек на юго-западе Польши

Для изучения внутренней структуры разросшейся костной ткани, покрывавшей большую часть позвонка метопозавра, авторы работы использовали рентгеновские лучи. Томографические снимки показали, что больная ткань не только разрослась вокруг наружной поверхности кости, но и проникла глубоко внутрь ее структуры. Дальнейший анализ снимков показал, что большая часть исходной структуры позвонка, то есть здоровой кости, была разрушена в результате разрастания раковой опухоли.

“На основании этих данных стало ясно, что причиной разрастания была злокачественная опухоль” — говорит Давид Сурмик, руководитель исследования.

Первое свидетельство рака костей. Реконструкция роста раковой костной ткани на позвонке древнего существа. Фото.

Реконструкция роста раковой костной ткани на позвонке древнего существа

Медицинский диагноз древней амфибии

Для получения более точных данных о древнем заболевании, авторы исследования решили разрезать образец и провести гистологический анализ. Кроме того, они воссоздали трехмерную модель позвонка. Как говорят сами ученые, эти данные помогли поставить своего рода “медицинский” диагноз древней амфибии.

Исследование показало, что костная ткань разрасталась нетипично. В своем исследовании, опубликованном в журнале BMC Ecology and Evolution, ученые описывают специфическое развитие опухоли. Кроме того, команде удалось реконструировать динамику развития заболевания в течение жизни животного. К слову, это первый случай, когда ученые смогли определить динамику роста онкологического заболевания для вымершего животного.

Медицинский диагноз древней амфибии. Остеосаркома — самый распространенный вид рака костей у людей. Фото.

Остеосаркома — самый распространенный вид рака костей у людей

Остеосаркома — самый древний вид рака?

В ходе микроструктурного исследования ученым удалось получить много информации о контакте злокачественной опухоли со здоровой костной тканью. Основываясь на этих наблюдениях, исследовательская группа пришла к выводу, что рак, поразивший ископаемую амфибию, был остеосаркомой. Это одна из наиболее распространенных злокачественных опухолей костей у человека в настоящее время.

Данная злокачественная опухоль также стала одним из древнейших свидетельств рака в летописи окаменелостей. Кроме того, это единственное свидетельство рака у ископаемого земноводного существа.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Надо сказать, что несколько лет назад ученые обнаружили остеосаркому у другого ископаемого древнего существа, о чем мы рассказывали ранее. Это был динозавр, относящийся к роду центрозавров, живший 76 миллионов лет назад. То есть это существо было гораздо моложе амфибии метопозавра. Опухоль центрозавра стала самой древней, которую ученые описали на уровне клеточных структур.

Еще ранее заболевания костей удавалось обнаружить в останках тираннозавров, но это были доброкачественные опухоли. Кроме того, остеосаркому диагностировали у доисторической черепахи. Однако тогда заболевание не было настолько подробно изучено и описано. Ну а напоследок напомним, что в 2022 году ученым удалось обнаружить динозавра со следами респираторного заболевания.