Điều này mang lại hy vọng sống sót cao hơn cho bệnh nhân và thay đổi cách điều trị bệnh.
Nhận biết các hợp chất hữu cơ
Kiến lông, tên khoa học là Formica fusca, là một loài kiến màu đen, phổ biến tại châu Âu, một số nước Nam Á và châu Phi. Chúng có thể được huấn luyện để đánh hơi ra các tế bào ung thư ở người.
Nghiên cứu do một nhóm nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học quốc gia Pháp (CNRS) cho thấy kiến có thể học cách phân biệt mùi nước tiểu của chuột thí nghiệm mắc ung thư vú với mùi của chuột khỏe mạnh.
Kiến và các loài động vật khác phát hiện dấu hiệu của bệnh bằng cách nhận biết các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, còn gọi là VOC. Những hợp chất này được tạo ra theo nhiều cách khác nhau và có thể được tìm thấy trong hơi thở, mồ hôi, nước tiểu và máu.
Trên thực tế, bệnh tật có thể làm thay đổi VOC mà con người thải ra, dẫn đến tạo ra mùi hương khác biệt.
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu phân tích thành phần hóa học để tìm hiểu những loại tế bào khác nhau ở người sẽ tỏa ra những mùi riêng biệt mà kiến có thể ngửi được.
Sau đó, họ đưa kiến Formica fusca vào môi trường nuôi cấy lý tưởng để huấn luyện chúng làm quen với 2 loại mùi khác nhau là mùi của tế bào bình thường và mùi của tế bào ung thư.
Qua thử nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy kiến có khả năng phát hiện tế bào ung thư bằng cơ quan thụ cảm khứu giác trên râu của chúng. Ngoài ra, chúng còn phân biệt được các loại ung thư khác nhau và các tế bào khỏe mạnh.
Mùi hương là hình thức giao tiếp chính của loài kiến. Chúng nhận ra các thành viên trong nhóm bằng cách phát hiện mùi cơ thể và sử dụng chất bài tiết từ cơ thể làm tín hiệu hóa học pheromone, thường ở nồng độ rất nhỏ, để giao tiếp dưới dạng một loạt các tín hiệu phức tạp đáng kinh ngạc.
Đặc biệt, các nhà khoa học chỉ mất 30 phút để huấn luyện kiến phát hiện mùi của tế bào ung thư và có thể nuôi nhốt số lượng lớn trong phòng thí nghiệm.
Điều này cho thấy, việc sử dụng kiến trong phát hiện ung thư có thể mang lại hiệu quả, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu được nhiều chi phí hơn so với các loài vật hay phương pháp khác.
Tuy nhiên, hiện nay, những hóa chất mà kiến ngửi thấy ở tế bào ung thư vẫn chưa được làm rõ. Điều này cũng xảy ra với các loài động vật phát hiện ung thư khác.
Từ lâu, chó đã được huấn luyện để đánh hơi một số loại ung thư như khối u ác tính, ung thư vú, ung thư đường tiêu hóa và một số bệnh truyền nhiễm ở người như bệnh sốt rét.
Tại Mỹ, chó đã làm việc tại các cổng an ninh sàng lọc và phát hiện người mắc Covid-19. Chó thậm chí có thể ngửi thấy mùi bệnh truyền nhiễm ở các loài động vật khác.
Năm 2011, các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Ung thư Vương quốc Anh đã huấn luyện 4 con chó chăn cừu đánh hơi phát hiện bệnh ung thư phổi. Lũ chó sẽ được ngửi ống nghiệm chứa hơi thở của một nhóm người và ngồi trước những ống có mùi ung thư. Mức độ chính xác của thí nghiệm này là 71%.
Theo lý giải của các nhà nghiên cứu, hơi thở của bệnh nhân ung thư chứa những hóa chất đặc trưng, có mùi mạnh mà hơi thở của những người khỏe mạnh không có. Do vậy, thính giác siêu nhạy của chó nghiệp vụ có thể phát hiện những hóa chất đấy.
Giá trị quan trọng trong phát hiện sớm
 |
| Chó được huấn luyện để đánh hơi tế bào ung thư. |
Năm 2004, tổ chức phi lợi nhuận APOPO, trụ sở tại Bỉ, đã triển khai dự án huấn luyện chuột túi khổng lồ châu Phi (còn gọi là chuột túi Gambia) phát hiện bom mìn, từ đó giúp tháo gỡ hơn 150 nghìn quả mìn ở 7 quốc gia.
Sau đó, nhóm tiếp tục huấn luyện chuột phát hiện mùi đặc trưng của vi khuẩn gây bệnh lao Mycobacterium tuberculosis.
Tương tự kiến Formica fusca, những con chuột nhận được phần thưởng là thức ăn khi chúng xác định được các mẫu bệnh lao trong đờm của con người trong quá trình huấn luyện. Sau khi đào tạo, chúng hoạt động như một mạng lưới an toàn, hỗ trợ cho các kỹ thuật viên con người.
Mỗi con chuột giúp sàng lọc hơn 100 mẫu bệnh phẩm trong khoảng 20 phút, điều mà một nhà nghiên cứu phải mất 4 ngày để hoàn thành. Theo APOPO, kể từ khi chương trình được triển khai, những con chuột đã phát hiện hơn 23 nghìn trường hợp mắc bệnh lao bị các phòng khám y tế địa phương bỏ sót.
Ngay cả giun tròn Caenorhabditis elegans, loài giun có kích thước xấp xỉ hạt cát, cũng được sử dụng trong nghiên cứu về mùi hương. Sinh vật này cũng được chứng minh là có khả năng phát hiện ung thư. Một nghiên cứu của Nhật Bản cho thấy loài giun tròn Caenorhabditis elegans có thể phát hiện các tế bào ung thư tuyến tụy và các tế bào ung thư vú.
Trong cả hai trường hợp, giun thường di chuyển về phía mẫu có tế bào ung thư và tránh những mẫu khỏe mạnh. Trước tính hiệu quả của phương pháp này, một công ty công nghệ sinh học Nhật Bản đã cung cấp xét nghiệm phát hiện ung thư sớm N-Nose. Trong đó, bệnh nhân có thể gửi mẫu nước tiểu để làm xét nghiệm giun.
Việc động vật có thể phát hiện bệnh ở người mang lại những giá trị đặc biệt quan trọng. Đơn cử, dù không có cách chữa trị ung thư nhưng việc phát hiện sớm mang lại hy vọng sống sót cao hơn và thay đổi cách điều trị bệnh. Với các bệnh truyền nhiễm khác, việc phát hiện người mắc bệnh giúp nâng cao công tác sàng lọc và điều trị bệnh.
