Червь-чип, нюхающий «ладан» для выявления рака легких

В рассказе Лю Цысиня «Однажды в меловом периоде» динозавры и муравьи, два животных с огромной разницей в размерах, имеют очень интересную обстановку взаимоотношений: большие динозавры не могут выполнять точные операции, а маленькие муравьи делать это легко.

Что касается людей, то они всегда используют врожденные способности других существ, чтобы компенсировать свои недостатки. Например, мы будем использовать прекрасное обоняние собак для обнаружения опасных предметов, таких как легковоспламеняющиеся и взрывчатые вещества, наркотики, а некоторые собаки могут даже учуять запах рака после обучения.

Рак – это болезнь, которую люди ощущают по запаху. По данным Всемирной организации здравоохранения, рак является одной из основных причин смерти в мире. В 2020 году около 10 миллионов (или почти каждая шестая) смерть будут вызваны раком.

Данные могут показаться ужасными, но многие виды рака излечимы, если их обнаружить на ранней стадии и эффективно лечить. Раннее обнаружение может привести к раннему лечению, что значительно увеличивает вероятность выживания, снижая при этом заболеваемость и затраты на лечение, а также улучшая жизнь больных раком.

Однако раннее выявление рака не так просто, в мультфильме «Клетка за работой» присутствует антропоморфный образ: раковые клетки иногда «маскируются» под нормальные клетки, чтобы избежать контроля иммунной системы.

И то, чего не хватает иммунной системе, может сделать червь. Группа исследователей обнаружила в лаборатории, что простой организм, червь C. elegans, может отслеживать следы запаха и извиваться в направлении раковых клеток.

Поэтому они разработали устройство, использующее крошечных червей для обнаружения клеток рака легких, которое они представят на весенней встрече Американского химического общества (ACS) в 2022 году в надежде, что однажды оно поможет врачам диагностировать рак неинвазивно в ранняя стадия.

В настоящее время врачи диагностируют рак легких с помощью визуализирующих тестов или биопсии, но эти методы затрудняют обнаружение опухолей на ранней стадии. Хотя собак можно научить вынюхивать рак, их применение в лаборатории ограничено, поэтому они попытались использовать живущих в почве нематод C. elegans, которых привлекают или отталкивают определенные запахи.

Исследователи сделали чип из полидиметилсилоксанового эластомера, добавив культуральную среду из клеток рака легких на один конец чипа и среду из нормальных фибробластов легких на другой конец. Поместив червей в центральную камеру на час, они заметили, что в среду с раком легких переползает больше червей, чем в обычную среду.

Однако, напротив, черви с мутациями в гене рецептора запаха, называемом odr-3, не проявляли такого преимущественного поведения.

В других исследованиях с использованием «червей на чипе» исследователи определили специфические пахучие молекулы, которые привлекают C. elegans к раковым клеткам легких, одним из которых является улетучивание «2-этил-1-гексанола» с цветочным запахом. , исследователи предполагают, что их запах может напоминать запах любимой пищи нематод.

Основываясь на этих тестах, исследователи подсчитали, что устройство было примерно на 70 процентов эффективнее при обнаружении раковых клеток в разбавленных средах для культивирования клеток. Они также надеются повысить точность и чувствительность этого метода за счет использования червей, ранее подвергавшихся воздействию среды с раковыми клетками, оптимизируя «червей на чипе» для обнаружения культивируемых клеток рака легких.

Они также планируют проверить возможность использования мочи, слюны и даже выдыхаемого человеком воздуха. Работая с врачами, он также планирует протестировать устройство при других видах рака, чтобы увидеть, поможет ли этот подход диагностировать пациентов на ранней стадии.

На самом деле дело не только в червях: исследовательская группа во Франции недавно разработала метод обучения муравьев обнаружению раковых клеток. Исследователи провели предварительные тесты на двух типах клеток рака молочной железы, используя муравья под названием Formica fusca (муравей шелкопряда).

Всего за три тренировочных эксперимента исследователи смогли эффективно научить муравьев различать раковые и нераковые клетки с точностью, аналогичной той, что применялась в исследованиях по обнаружению рака с использованием собак. Но время обучения и стоимость содержания муравьев ниже (около 30 минут, а собакам нужно 6-12 месяцев), поэтому это более «рентабельно», чем испытания на собаках.

Конечно, будь то использование муравьев или червей для обнаружения рака, текущие исследования все еще находятся на предварительной стадии, и до их практического применения еще далеко. Мы, естественно, надеемся, что такой недорогой и эффективный метод будет реализован как можно скорее, чтобы можно было спасти больше жизней, «атакованных» раком.

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo