Premium
Creierele de lăcuste pot ajuta la depistarea în laborator a semnelor revelatoare ale cancerului uman, potrivit unui nou studiu. Echipa ce cercetători speră că munca lor ar putea duce într-o zi la un test de respirație pe bază de insecte care ar putea fi utilizat în depistarea cancerului sau ar putea inspira o versiune artificială care să funcționeze în același mod, notează MIT Tehnology Review.
Alte animale au fost învățate să detecteze semnele că oamenii sunt bolnavi. De exemplu, câinii pot fi dresați să detecteze când nivelul de zahăr din sânge al stăpânilor lor începe să scadă sau dacă aceștia dezvoltă cancer, tuberculoză sau chiar covidie.
În toate cazurile, se crede că animalele detectează substanțele chimice pe care oamenii le emit prin mirosul corporal sau prin respirație. Amestecul de substanțe chimice poate varia în funcție de metabolismul unei persoane, despre care se crede că se schimbă atunci când ne îmbolnăvim. Dar câinii sunt costisitori pentru a fi dresați și îngrijiți. Iar realizarea unui dispozitiv care să imite nasul câinelui s-a dovedit a fi extrem de dificil de realizat, spune Debajit Saha, unul dintre oamenii de știință din spatele celei mai recente lucrări, care nu a fost încă revizuită de colegi.
Aceste modificări sunt greu de detectat, spune Saha, inginer neuronal la Michigan State University. Dar animalele au evoluat pentru a interpreta astfel de schimbări subtile în mirosuri. Așa că el și colegii săi au decis să "deturneze" în schimb un creier animal.
Cercetătorii au ales să lucreze cu lăcuste, deoarece aceste insecte au fost bine studiate în ultimii ani. Într-o configurație preliminară, ei au expus chirurgical creierul unei lăcuste vii. Saha și colegii săi au introdus apoi electrozi în lobii creierului care primesc semnale de la antenele insectelor, pe care acestea le folosesc pentru a simți mirosurile.
Echipa a cultivat, de asemenea, trei tipuri diferite de celule de cancer oral uman, precum și celule bucale umane care nu aveau cancer. Ei au folosit un dispozitiv pentru a capta gazul emis de fiecare dintre tipurile de celule și au livrat fiecare dintre acestea la antenele lăcustelor.
Creierul lăcustelor a reacționat diferit la fiecare dintre tipurile de celule. Modelele de activitate electrică înregistrate erau atât de distincte încât, atunci când echipa a suflat gazul de la un tip de celule pe antene, a putut identifica corect dacă celulele erau canceroase doar din înregistrare.
Este pentru prima dată când creierul unei insecte vii a fost testat ca instrument de detectare a cancerului, spune Saha.
Natalie Plank, care dezvoltă senzori de sănătate pe bază de nanomateriale la Universitatea Victoria din Wellington din Noua Zeelandă, consideră că lucrarea este "super tare". "Potențialul de a putea pur și simplu să respiri pe ceva și apoi să știi dacă ești expus riscului de cancer... este foarte puternic", spune ea.
În cadrul experimentului, echipa a luat înregistrări cerebrale de la mai multe lăcuste și a combinat răspunsurile acestora. În prezent, este nevoie de înregistrări de la 40 de neuroni pentru a obține un semnal clar, ceea ce înseamnă că sistemul necesită între șase și 10 creiere de lăcuste. Dar Saha speră să folosească electrozi care pot înregistra de la mai mulți neuroni, ceea ce i-ar permite să obțină înregistrări din creierul unei singure lăcuste. De asemenea, el speră să poată folosi creierul și antenele într-un dispozitiv portabil, care ar putea fi apoi testat pe oameni reali.
James Covington, un inginer care dezvoltă senzori la Universitatea Warwick din Marea Britanie, nu este convins că un astfel de dispozitiv va fi folosit vreodată în clinicile oncologice. "Din punct de vedere științific, este foarte interesant", spune el. "Dar există atât de multe provocări pentru a obține aprobarea a ceva pentru depistarea cancerului".
O altă întrebare este dacă oamenii se vor simți confortabil să folosească insectele în acest mod. Albinele care sunt antrenate să detecteze explozibili, de exemplu, tind să fie eliberate ulterior, subliniază Covington. "Albinele ajung să aibă din nou o viață frumoasă", spune el. "Dar pentru aceste lăcuste, este un fel de afacere unică".
Saha spune că lăcustele nu simt durerea, așa că nu au nevoie de anestezie. Dar unele cercetări sugerează că insectele pot simți și evita lucrurile pe care noi le-am putea considera "dureroase" și ar putea dezvolta o sensibilitate de durată după o rănire, asemănătoare cu durerea cronică. "Insecta este moartă din punct de vedere al funcției corpului său", spune Saha. "Noi doar îi menținem creierul în viață".
Dacă echipa își poate da seama ce receptori de pe antenele insectelor sunt cei mai importanți pentru detectarea cancerului, ar putea fi capabili să creeze versiuni în laborator și să le folosească pe acelea în schimb, spune Plank. În propriile cercetări, ea folosește proteine create în laborator care imită receptorii din muștele de fructe. "Pe termen lung, există diferite moduri în care ar putea juca pentru a deveni o tehnică de screening în masă", spune ea.
