Исследователи из Мичиганского государственного университета обнаружили, что медоносные пчелы способны идентифицировать биомаркеры, связанные с раком легких, в выдыхаемом воздухе человека.
Результаты их работы были опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.
В рамках исследования ученые показали, что медоносные пчелы могут различать химические вещества в дыхании здоровых людей и тех, кто болен раком легких. В ходе эксперимента использовались синтетические смеси, имитирующие выдыхаемый воздух как больных раком легких, так и здоровых людей. Для создания этих смесей применялись разные концентрации нескольких соединений, включая трихлорэтилен и 2-метилгептан.
Была разработана специальная 3D-подвеска для фиксации живых пчел, к мозгу которых прикреплялись крошечные электроды для измерения нейронных сигналов. Летучие смеси воздействовали на антенны насекомых, и их мозговые сигналы записывались для определения изменений в реакции на различные концентрации химических веществ.
Исследование показало, что медоносные пчелы способны обнаруживать очень низкие концентрации раковых биомаркеров в дыхании, распознавая их даже в диапазоне нескольких частей на миллиард. Также было выявлено несколько различных нейронов, которые активируются при восприятии запахов, характерных для тканей, пораженных раком.
Исследователи создали сенсор, основанный на мозге пчелы, и протестировали его на культурах клеток мелкоклеточного и немелкоклеточного рака легких, а также на здоровых клетках. Результаты показали, что устройство достаточно чувствительно, чтобы различить все типы клеток.
В перспективе ученые планируют разработать неинвазивный тест, который потребует от пациентов вдыхания в устройство. Внутренний сенсор, работающий по принципу мозга медоносных пчел, будет анализировать воздушную смесь и передавать данные в реальном времени по беспроводной сети, выявляя присутствие раковых химических веществ в дыхании.
