Nowa metoda wykrywania nowotworów. Owady zamienione w cyborgi

Naukowcom po raz pierwszy w historii udało się “zhakować” mózg szarańczy. Takie owady-cyborgi mogą pewnego dnia zostać wykorzystane do wykrywania chorób, np. wirusowych lub nowotworowych.
Owady mogą posłużyć do wykrywania nowotworów /Fot. Pixabay
Owady mogą posłużyć do wykrywania nowotworów /Fot. Pixabay

Psy są już od dłuższego czasu wykorzystywane do wykrywania raka prostaty – mogą pochwalić się skutecznością na poziomie ponad 70%. Nic dziwnego, że naukowcy starają się do podobnej diagnostyki zaangażować inne zwierzęta, także te najmniejsze.

To dlatego, że wiele organizmów ma umiejętność wyczuwania substancji chemicznych, które wydziela ciało człowieka. Nasza kompozycja zapachowa może się różnić w zależności od wielu czynników (np. stresu czy diety), ale niewątpliwie jest całkiem inna, gdy chorujemy. Ponieważ psy są w stanie rozróżnić 600 000 zapachów, mogą wyłapać niewielkie różnice zapachowe pochodzące z komórek nowotworowych. Ich szkolenie jest jednak kosztowne, dlatego naukowcy stale poszukują tańszych i prostszych alternatyw. Stworzenie detektora naśladującego psi nos jest jednak niezwykle skomplikowane.

Żywy detektor raka

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Michigan pod kierownictwem adiunkta Debajita Sahy skierowali swój wzrok ku szarańczy, która w ostatnich latach została dość dobrze przebadana. Uczeni umieścili elektrody w płatach mózgowych owada, które odbierają sygnał z czułek i są używane do wyłapywania zapachów.

W eksperymencie sprawdzono odpowiedź na trzy różne typy ludzkich komórek raka jamy ustnej, a także zdrowe komórki. Użyto urządzenia do wychwytywania gazów emitowanych przez każdy z typów komórek, a następnie przekazano je bezpośrednio do czułków owadów. Niesamowite jest to, że mózgi szarańczy reagowały na zapach każdego z typów komórek w nieco inny sposób. Wzorce aktywności elektrycznej między komórkami zdrowymi a nowotworowymi były tak odmienne, że możliwa była ocena stanu komórek na podstawie samej obserwacji tej reakcji.

Mózgi szarańczy zostały zmodyfikowane, by wykrywać komórki nowotworowe

Warto odnotować, że do uzyskania wyraźnego sygnału potrzebne są nagrania z ok. 40 neuronów, co oznacza, że konieczne jest użycie 6-10 mózgów szarańczy. W przyszłości powinno się to jednak zmienić, a sam system może zostać usprawniony.

Debajit Saha mówi:

Jest to pierwszy przypadek, kiedy żywy mózg owada został przetestowany jako narzędzie do wykrywania raka.

Owady te nie odczuwają bólu, więc nie potrzebuje znieczulenia. Wcześniejsze badania wykazały jednak, że owady wykrywają i unikają rzeczy, które my możemy uznać za “bolesne”, a po urazie mogą rozwinąć trwałą wrażliwość, podobną do bólu przewlekłego.

Niektórzy eksperci mają wątpliwości, czy szarańcze oby na pewno są odpowiednimi owadami do pomocy ludzkości. Pszczoły miodne, które są szkolone do wykrywania materiałów wybuchowych, w końcu są wypuszczane na wolność, ale szarańcza jest traktowana jako szkodnik i nie byłaby traktowana tak ulgowo. Niemniej jednak, droga do nowego rodzaju diagnostyki jest daleka i usiana licznymi przeszkodami. Jeżeli metoda faktycznie stanie się skuteczna, może przyczynić się do opracowania zupełnie nowych testów przesiewowych. Na tę chwilę nie wiadomo, czy szarańcze są w stanie wykrywać tylko specyficzne rodzaje nowotworów, czy też lista ta jest dłuższa.