Κι όμως, δεν είναι μόνο τα σκυλιά. Σκουλήκια και μυρμήγκια μπορούν να εκπαιδευτούν κι αυτά να ανιχνεύουν δείκτες ασθένειας, από τον Covid έως και τη φυματίωση.
Είναι βέβαιο ότι τα μυρμήγκια δεν μας είναι και τόσο αγαπητά, ιδιαίτερα όταν τα συναντάμε να «βολτάρουν» στον πάγκο της κουζίνας μας ή στο πάτωμα του σπιτιού μας. Ωστόσο, αυτά τα μικρά και συνήθως εκνευριστικά έντομα έχουν αξιοθαύμαστες αντιληπτικές ικανότητες, καθώς μπορούν να ανιχνεύσουν διάφορους δείκτες ασθένειας, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου. Αν και τα μυρμήγκια είναι μόνο ένα από τα είδη των οποίων οι αισθήσεις μπορούν να καταγράψουν σημάδια ανθρώπινων ασθενειών. Στα ζώα με αυτήν την ικανότητα συγκαταλέγονται οι σκύλοι, οι αρουραίοι, οι μέλισσες, ακόμη και ορισμένα μικροσκοπικά σκουλήκια. Ας δούμε τι γνωρίζουμε γι’ αυτά τα ζώα και τις ενδιαφέρουσες ικανότητές τους.
Μυρμήγκια εν ώρα εργασίας
Το «μεταξένιο» μυρμήγκι του είδους Formica fusca, ένα αρκετά κοινό είδος πουσυναντάται σε όλη την Ευρώπη, μπορεί να «διδαχθεί» να αναγνωρίζει τη μυρωδιά του καρκίνου του μαστού στα ούρα.
Έρευνα του Πανεπιστημίου Sorbonne Paris Nord στη Γαλλία που δημοσιεύθηκε φέτος στο Proceedings of the Royal Society B καταδεικνύει ότι τα μυρμήγκια μπορούν να μάθουν να διακρίνουν την οσμή των ούρων ποντικιών που φέρουν όγκους ανθρώπινου καρκίνου του μαστού από εκείνη των ούρων υγιών ποντικιών.
Τα μυρμήγκια, όπως και άλλα ζώα, αντιλαμβάνονται τα σημάδια της ασθένειας μέσω του εντοπισμού διαφόρων πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC, Volatile Organic Compounds) με ποικίλους τρόπους. Οι εν λόγω χημικές ενώσεις παράγονται με διάφορους τρόπους και μπορούν να βρεθούν στον εκπνεόμενο αέρα, στον ιδρώτα, στο αίμα και στα ούρα, καθώς οι ασθένειες δύνανται να αλλάξουν τις πτητικές οργανικές ενώσεις που εκπέμπουμε, με αποτέλεσμα να εκπέμπουμε διαφορετική οσμή (βλ. σχετική έρευνα). Τοποθετώντας μια ανταμοιβή, για παράδειγμα ζάχαρη, κοντά στο δείγμα του καρκίνου, τα μυρμήγκια μαθαίνουν να αναζητούν τη μυρωδιά, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως «λειτουργική κλιμάκωση» (operant conditioning) και αναφέρεται στη μάθηση που επέρχεται ως αποτέλεσμα της συσχέτισης ερεθισμάτων.
«Μας εξέπληξε η ταχύτητα των μυρμηγκιών. Σε μόλις δέκα λεπτά ένα μυρμήγκι μπορεί να εκπαιδευτεί», αναφέρει ο επικεφαλής συγγραφέας Μπατίστ Πικερέ, που τώρα είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Max Planck για τη Χημική Οικολογία στη Γερμανία. Αφού οι επιστήμονες εκπαίδευσαν τα μυρμήγκια, τοποθέτησαν τα έντομα σε ένα τρυβλίο Πέτρι (ένα ρηχό κυλινδρικό πιάτο που χρησιμοποιείται από βιολόγους και άλλους βιοεπιστήμονες για την καλλιέργεια μικροοργανισμών) με δείγματα ούρων από ποντίκια με όγκους, καθώς και δείγματα από υγιή ποντίκια. Τα μυρμήγκια διαπιστώθηκε ότι πέρασαν 20% περισσότερο χρόνο με τα δείγματα με καρκίνο.
Τα μυρμήγκια μπορούν να μυρίσουν τις χημικές ουσίες που συνθέτουν τις οσμές με οσφρητικούς υποδοχείς που διαθέτουν στις κεραίες τους, όπου βρίσκονται τα όργανα της αφής και της όσφρησης. Μάλιστα, η οσμή αποτελεί την κύρια μορφή επικοινωνίας τους, αναφέρει η επίσης συγγραφέας της μελέτης Πατρίτσια Ντ’ Ετόρε, ηθολόγος στο Université Sorbonne Paris Nord. «Αναγνωρίζουν τα μέλη της ομάδας ανιχνεύοντας την οσμή του σώματός τους», λέει η ίδια, ενώ χρησιμοποιούν φερομόνες -συχνά σε μικροσκοπικές συγκεντρώσεις- προκειμένου να επικοινωνήσουν μέσω μιας εντυπωσιακής σειράς σύνθετων σημάτων.
Επιπλέον, τα συγκεκριμένα μυρμήγκια δεν τσιμπάνε και είναι «φθηνά στην απόκτηση και τη συντήρησή τους. Με λίγο μέλι και λίγα νεκρά έντομα, τα μυρμήγκια αυτά ευτυχισμένα», αναφέρει ο Πικερέ. Επομένως, αποτελούν άριστους υποψήφιους για τέτοιου είδους εργασίες. Πάντως, το ποιές ακριβώς χημικές ουσίες μυρίζουν τα μυρμήγκια είναι άγνωστο, σύμφωνα με την Ντ’ Ετόρε, κάτι που συμβαίνει συχνά και με τα άλλα ζώα που είναι σε θέση να ανιχνεύουν τον καρκίνο.
Ο καλύτερος φίλος του ανθρώπου
Τα σκυλιά μπορούν να εκπαιδευτούν να μυρίζουν διάφορους τύπους καρκίνου, όπως το μελάνωμα, ο καρκίνος του μαστού και του γαστρεντερικού συστήματος, καθώς και ορισμένες μολυσματικές ασθένειες στον άνθρωπο, όπως είναι η ελονοσία και η νόσος του Πάρκινσον. Στις ΗΠΑ, οι σκύλοι έχουν εργαστεί στο πεδίο ελέγχοντας ανθρώπους για COVID-19, μεταξύ άλλων σε ορισμένα σχολεία στην Καλιφόρνια, σε διάφορες τοποθεσίες στη Μασαχουσέτη, ακόμη και στο NBA σε αγώνες μπάσκετ των Miami Heat.
Επιπλέον, είναι ικανοί να μυρίσουν μολυσματικές ασθένειες σε άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένης της χρόνιας νόσου CWD (Chronic Wasting Disease), η οποία προσβάλλει τον εγκέφαλο των ελαφιών και μπορεί να αποβεί θανατηφόρα. «Είναι καταστροφική για τα ελάφια και ο μόνος τρόπος να την ανιχνεύσουμε είναι η αυτοψία”, λέει η Σίνθια Ότο από την Κτηνιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια.
Οι σκύλοι, εντούτοις, μπορούν να «σώσουν» τα ελάφια, αφού μέσω κατάλληλης εκπαίδευσης μπορούν να μάθουν να ανιχνεύουν την ασθένεια στα περιττώματά τους, σύμφωνα με τις διαπιστώσεις μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Prion, στην οποία η Σίνθια Ότο ήταν μία εκ των συγγραφέων. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι σκύλοι μπορoύν ενδεχομένως να ανιχνεύσουν την οσμή του ίδιου του μολυσματικού παράγοντα, λέει ο Ότο, τόσο σε αυτή την περίπτωση όσο και σε άλλες.
«Έχουμε ολοκληρώσει κάποιες πιλοτικές μελέτες, στις οποίες εξετάζοντας βακτηριακές λοιμώξεις και εκπαιδεύοντας τα σκυλιά στα συγκεκριμένα βακτήρια, εκείνα είναι σε θέση να ανταποκριθούν σε δείγματα από μολυσμένα άτομα», αναφέρει η ίδια. Η Medical Detection Dogs, μια βρετανική φιλανθρωπική οργάνωση, έχει εκπαιδεύσει σκύλους για να ανιχνεύουν 28 διαφορετικές ασθένειες -αριθμό που αποτελεί ρεκόρ- συμπεριλαμβανομένων συγκεκριμένων βακτηρίων.
Η διαφορά με την ανίχνευση του καρκίνου έγκειται ενδεχομένως στο γεγονός ότι αυτό που ανιχνεύουν οι σκύλοι είναι ο τρόπος με τον οποίο ανταποκρίνεται το σώμα στα καρκινικά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των οσμών που προέρχονται από ανοσολογικές αντιδράσεις του οργανισμού. Και μολονότι η Ότο αφήνει «ανοιχτό» το ενδεχόμενο οι σκύλοι να εντοπίζουν τον ίδιο τον καρκίνο, αυτό δεν μπορεί έως ώρας να απαντηθεί με βεβαιότητα.
Θα μπορούσαν, επίσης, να ανιχνεύουν περισσότερες από μία οσμές – ή διαφορετικά σκυλιά μπορεί να «πιάνουν» διαφορετικές μυρωδιές. Σε μια μελέτη για τον καρκίνο των ωοθηκών, στην οποία οι οσμές χωρίστηκαν σε διαφορετικές ομάδες, «διαφορετικοί σκύλοι ανταποκρίθηκαν σε διαφορετικά δείγματα», εξηγεί η Ότο, γεγονός που ενισχύει την παραπάνω υπόθεση.
Αρουραίοι – ντετέκτιβ
Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι ένα είδος αρουραίου, ο αφρικανικός γιγάντιος αρουραίος (γνωστός και ως «γιγάντιος αρουραίος της Γκάμπια»), «επιστρατεύεται» για την ανίχνευση εκρηκτικών υλών.
Το 2004, ο βελγικός μη κερδοσκοπικός οργανισμός APOPO ανέπτυξε εκπαιδευμένους αφρικανικούς γιγάντιους αρουραίους στη Μοζαμβίκη «όταν οι αρουραίοι απέκτησαν για πρώτη φορά την εξωτερική πιστοποίηση των Διεθνών Προτύπων Δράσης κατά των Ναρκών», όπως αναφέρει η Σίντι Φαστ, επικεφαλής εκπαίδευσης και καινοτομίας του οργανισμού. Έκτοτε, έχουν βοηθήσει να απαλλαγούν επτά χώρες από περισσότερες από 150.000 νάρκες.
Η Τανζανία, όπου εδρεύει η APOPO, δεν έχει νάρκες – αλλά είναι μία από τις 30 χώρες με τα υψηλότερα ποσοστά φυματίωσης. Η έρευνα της APOPO «καταδεικνύει ότι (οι αρουραίοι) ανιχνεύουν ένα “μπουκέτο” οσμών οι οποίες είναι συγκεκριμένες για το μυκοβακτήριο της φυματίωσης, Mycobacterium tuberculosis», εξηγεί η Λίλι Σάλομ, υπεύθυνη επικοινωνίας της οργάνωσης.
Όπως και τα μυρμήγκια, οι αρουραίοι λαμβάνουν τροφή ως ανταμοιβή όταν εντοπίζουν δείγματα φυματίωσης σε ανθρώπινα πτύελα (σάλιο και εκκρίματα του αναπνευστικού) κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης. Κατόπιν της εκπαίδευσης, λειτουργούν ως «δίχτυ ασφαλείας», ως εφεδρικά «εργαλεία» για τους τεχνικούς.
Κάθε αρουραίος ελέγχει «περισσότερα από εκατό δείγματα ασθενών σε περίπου 20 λεπτά», λέει η Φάστ, κάτι που ένας άνθρωπος-ερευνητής θα χρειαζόταν τέσσερις ημέρες για να το καταφέρει. Ανταμείβονται όταν εντοπίζουν ένα δείγμα που έχει ήδη αναγνωριστεί ως θετικό. Αλλά αν ο αρουραίος ειδοποιήσει για ένα δείγμα που έχει ήδη θεωρηθεί αρνητικό, αυτό αποστέλλεται για να αξιολογηθεί με μια πιο ακριβή εξέταση.
Σύμφωνα με την APOPO, από την έναρξη του προγράμματος, οι αρουραίοι έχουν εντοπίσει περισσότερα από 23.000 περιστατικά που είχαν διαφύγει από τις τοπικές κλινικές υγείας. «Έχουν αυξήσει την ανίχνευση κρουσμάτων κατά περίπου 50% σε σχέση με τις συνεργαζόμενες κλινικές υγείας», αναφέρει η Φαστ, σαφώς και εμφανώς περήφανη για τους γούνινους διαγνώστες.
Μέλισσες και τεστ Covid
Σαν να μην έχουν ήδη κάνει αρκετά για εμάς οι μέλισσες, Ολλανδοί ερευνητές απέδειξαν ότι οι μέλισσες είναι επίσης ικανές να μυρίζουν τον SARS-CoV-2, τον ιό που προκαλεί τον COVID-19. Όπως και τα μυρμήγκια, οι μέλισσες μυρίζουν με τις κεραίες τους και είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στις οσμές. Οι επιστήμονες του Εργαστηρίου Βιοκτηνιατρικών Ερευνών Wageningen στην Ολλανδία συνέλεξαν τοπικές μέλισσες και τις τοποθέτησαν σε ειδικές «μελισσοθήκες», ουσιαστικά πλαστικά κουτιά με επαρκή χώρο για την κίνηση των φτερών και του σώματος, με το κεφάλι τους να είναι το μόνο που εξέχει. Τους έδωσαν αρώματα από διάφορα δείγματα και τις επιβράβευσαν με μια ζαχαρένια λιχουδιά όταν έδειχναν τη γλώσσα τους ως απάντηση σε υλικά που ήταν θετικά για COVID. Με την πάροδο του χρόνου, έμαθαν να εκτελούν αυτήν την ενέργεια χωρίς ανταμοιβή.
Video by CBC News
Και σ’ αυτήν την περίπτωση, το τι ακριβώς μυρίζουν οι μέλισσες στα μολυσμένα με SARS-CoV-2 δείγματα είναι ακόμη άγνωστο. Οι ερευνητές προτείνουν ότι οι μέλισσες θα μπορούσαν να φανούν χρήσιμες σε απομακρυσμένες κοινότητες, όπου η εξέταση με συμβατικά τεστ είναι συνήθως δύσκολη.
Ένα έξυπνο σκουλήκι
Οι νηματώδεις σκώληκες Caenorhabditis elegans, μικρότεροι ακόμη κι από τις μέλισσες έχοντας μέγεθος σχεδόν ίδιο με έναν κόκκο άμμου, χρησιμοποιούνται κι αυτοί συχνά στην εργαστηριακή έρευνα. Τα πλάσματα αυτά διαθέτουν γονίδια ασθενειών που μοιάζουν πολύ με τα ανθρώπινα, γεγονός που τα καθιστά πολύτιμα και άξια επιστημονικής μελέτης. Συν τοις άλλοις, λόγω της διαφάνειάς τους, οι βιολογικές τους διεργασίες είναι εύκολα ορατές στο μικροσκόπιο.
Επιπλέον, οι εν λόγω οργανισμοί έχει αποδειχθεί ότι έχουν ικανότητες ανίχνευσης του καρκίνου. Μια ιαπωνική μελέτη κατέδειξε ότι οι νηματώδεις σκώληκες του συγκεκριμένου είδους μπορούν να ανιχνεύσουν καρκινικά κύτταρα του παγκρέατος, ενώ μια ιταλική μελέτη αποκάλυψε ότι μπορούν επίσης να αναγνωρίσουν τα καρκινικά κύτταρα του μαστού.
Και στις δύο περιπτώσεις, τα σκουλήκια υπό συγκεκριμένες συνθήκες κινούνταν προς τα δείγματα με τα καρκινικά κύτταρα και απέφευγαν τα υγιή. Μάλιστα, μια ιαπωνική εταιρεία βιοτεχνολογίας προσφέρει ένα τεστ έγκαιρης ανίχνευσης του καρκίνου, το N-Nose, στο οποίο τα μέλη του κοινού μπορούν να στείλουν ένα δείγμα ούρων και να εξεταστεί από σκουλήκια.
Πηγή: National Geographic
