蚂蚁是癌症检测的未来吗

2022-05-10 15:24:12刘姣光
导读 癌症诊断是可怕的、侵入性的、耗时的和昂贵的。在,每年有超过160万人得到这种癌症诊断。那是很多活组织检查和很多在高度敏感的显微镜下观

癌症诊断是可怕的、侵入性的、耗时的和昂贵的。在,每年有超过160万人得到这种癌症诊断。那是很多活组织检查和很多在高度敏感的显微镜下观察细胞。

.但是,如果在这些样本中检测癌症就像闻一闻一样简单呢?

我们知道一些动物,比如狗和老鼠,有非常敏感的鼻子,可以嗅出疾病。受这些研究的启发,法国科学家决定探索以嗅觉能力着称的小得多的生物是否也能做到这一点:蚂蚁。

“使用嗅觉来检测疾病并不是一个新想法,”巴黎北索邦大学研究员、该研究的主要作者BaptistePiqueret博士说。“了解蚂蚁的学习能力以及它们如何使用嗅觉,我们测试了蚂蚁学习和检测疾病的能力。”

虽然这距离现实生活中的临床应用还很遥远,但有一天它可能会导致一种更便宜、更容易获得的癌症检测替代方案。这种新的诊断方法会是什么样子?

巴甫洛夫的蚂蚁

癌细胞会产生挥发性有机化合物(VOC)——一种有气味的有机化学物质,可以作为诊断的生物标志物。

为了训练蚂蚁以VOC为目标,研究人员将乳腺癌细胞和健康细胞放在培养皿中——但癌细胞中包含含糖食物。

“我们将奖励与癌症的气味联系起来,”皮克雷特说。

这是一种科学家称之为经典或巴甫洛夫式的条件反射技术。中性刺激(癌症气味)与引发行为的第二种刺激(食物)相关。这样做几次后,蚂蚁得知第一个刺激预测第二个刺激,它会寻找气味,希望找到食物。

训练完成后,研究人员向蚂蚁展示了习得的气味和一种新气味——这次没有奖励。果然,与新的气味相比,蚂蚁花更多的时间研究习得的气味。

“如果你饿了,闻到新鲜面包的气味,你会进入最近的面包店,”皮克雷特说。“这与蚂蚁使用的机制相同,因为你了解到新鲜面包的气味等同于食物。”

研究人员指出,狗可以使用相同的技术检测VOC,但需要数月和数百次试验才能适应。F.fusca蚂蚁学得很快,只需要三个训练试验。

蚂蚁主要通过气味进行交流,这种复杂的“语言”使它们对气味非常敏感。

康奈尔大学的进化生物学家和昆虫学家CorrieMoreau博士说:“由于蚂蚁已经能够很好地检测不同的化学物质,这使得它们成为气味识别的理想选择。”

在它们微小的蚂蚁世界中,这些小生物使用称为信息素的化学物质将信息发送给它们巢穴的其他成员。

“有警报信息素来发出入侵者的信号,追踪信息素让蚂蚁知道走哪条路去食物来源,而群体水平的气味则表明另一只蚂蚁是同一群体的成员,”莫罗说。

但仔细观察,你不会在蚂蚁身上看到鼻子。他们用天线“闻”起来。

“这些专门的结构覆盖着高度敏感的受体,能够辨别甚至很小的化学差异,”莫罗说。

有超过14,000种蚂蚁,据像莫罗这样的科学家所知,它们都使用化学通讯——尽管有些蚂蚁在检测化合物方面比其他蚂蚁更好,比如那些科学家有兴趣用它来检测疾病。

诊断蚂蚁:现实还是好奇?

莫罗说,很难说新的研究结果是否会成为诊断癌症的真正工具。该研究只关注实验室中的纯癌细胞,而不是那些在人体内生长的细胞。

纽约NorthwellHealth的医学肿瘤学家兼血液学家AnnaWandaKomorowski医学博士发现这项研究很有趣,并对研究人员训练蚂蚁的方式印象深刻。但是需要更多的研究来了解蚂蚁会记住他们的训练多长时间,以及它们可以在实验室中保存多长时间进行测试。

但这项研究的一个吸引人的方面是,如果它有效,它可能是检测癌细胞的正常实验室实践的一种更便宜的替代方案。在实验室无法使用用于检测癌细胞的细胞染色技术的一些低收入环境中,它也可能有用。

Komorowski指出,这项研究的另一个问题是:“我们让他们接触的细胞可能与研究中使用的细胞不同。他们将蚂蚁暴露在活细胞培养物中。通常,我们从活检中收集材料并将其放入具有如此强烈气味的甲醛中。因此,癌症检测的实验室方案必须有所不同。这可能有点棘手。”

虽然蚂蚁比污渍、染料和甲醛便宜,但你必须雇人来训练蚂蚁。换句话说,仍然存在人为因素和相关成本。

“要弄清楚成本,以及它的适用性和可重复性如何,需要更多的研究,”科莫罗夫斯基说。

然后是蚂蚁是否只会在实验室中进行癌症检测工作,或者直接与患者互动是否可能导致更快诊断的问题。

“人体散发出许多其他气味,所以问题是蚂蚁是否能够忽略所有其他气味,只关注目标气味,”莫罗说。

“但这些结果很有希望,”她指出。“我想问题是患者是否愿意让训练有素的蚂蚁爬满全身寻找潜在的癌细胞。”

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!