Ученые Мичиганского государственного университета обнаружили, что медоносные пчелы могут распознавать биомаркеры, связанные с раком легких, в выдыхаемом человеком воздухе. Результаты исследования опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.
В ходе исследования ученые продемонстрировали, что медоносные пчелы могут отличить химические вещества в дыхании здорового человека от химических веществ в дыхании человека, больного раком легких. В ходе эксперимента применялись синтетические смеси, которые имитируют воздух, выдыхаемый больным раком легких и здоровым человеком. Для их приготовления были использованы различные уровни нескольких соединений, в том числе трихлорэтилена и 2-метилгептана.
Также была разработана специальная 3D-подвески для удерживания живых пчел, к мозгу которых прикрепляли крошечный электрод для измерения нейронных сигналов. Летучие смеси воздействовали на антенны насекомых, а их мозговые сигналы записывались, чтобы определить изменения в реакции на различные концентрации химических соединений.
Оказалось, что медоносные пчелы могут обнаруживать очень небольшие концентрации раковых биомаркеров в дыхании, распознавая их даже в диапазоне нескольких частей на миллиард. Также были выявлены несколько различных нейронов, которые активируются при восприятии запахов, характерных для тканей, пораженных раком.
Исследователи разработали датчик на основе мозга пчелы и испытали его на культурах клеток мелкоклеточного и немелкоклеточного рака легких, а также здоровых клеток. Оказалось, что устройство достаточно чувствительно, чтобы различить все типы клеток.
В будущем ученые планируют разработать неинвазивный тест, который потребует от пациентов вдохнуть в устройство, а внутренний датчик, основанный на принципе работы мозга медоносных пчел, будет анализировать воздушную смесь и сообщать по беспроводной сети в режиме реального времени, присутствуют ли в дыхании раковые химические вещества.
