Научные достижения последних пяти лет позволяют ученым прочитать весь геном человека, а значит, лучше понять, есть ли риск возникновения болезни, как правильно ее лечить в каждом конкретном случае, сможет ли она вернуться. Появилась возможность выявлять аномалии в раковых клетках и воздействовать именно на них.
Сегодня методы диагностики онкологии преимущественно основываются на анализах крови, маммографии, МРТ и других медицинских процедурах. Но наука не обходит стороной и биологические сенсоры — например, собак, которых обучают различать запахи, ассоциированные с онкологическими или метаболическими нарушениями. Некоторые исследования уже дали многообещающие результаты.
Муравьи обучаются за 10 минут
В апреле 2025 года ученые из Франции опубликовали исследование, которое показало, что муравьи вида Formica fusca различают запахи раковых клеток. Благодаря многочисленным рецепторам на антеннах, у этих насекомых острое обоняние. Их можно обучить распознавать специфические летучие органические соединения, которые выделяют злокачественные клетки.
В одном из экспериментов муравьев учили ассоциировать запах мочи больных онкологией мышей с сахарным раствором. После нескольких тренировок муравьи проводили примерно на 20% больше времени возле образцов мочи больных мышей, чем с пробами от здоровых животных.
У муравьев есть несколько преимуществ перед другими животными, способными различать запах раковых клеток. Они быстро тренируются, а затраты на содержание этих насекомых-диагностов крайне низкие. Обучение муравья занимает всего около 10 минут, тогда как обучение собаки длится до шести месяцев.
Сейчас исследования находятся на ранней стадии. Но ученые надеются, что в будущем муравьев будут использовать для недорогого и быстрого скрининга онкологических заболеваний, особенно в регионах с ограниченным доступом к современному медицинскому оборудованию.
Собаки диагностируют с точностью 100%
Обоняние собак в десятки тысяч раз превосходит человеческое. Поэтому они улавливают летучие органические соединения, которые выделяют раковые клетки. Исследования показывают, что специально обученные собаки могут обнаруживать различные виды рака — груди, простаты, легких и мочевого пузыря. Для этого четвероногие доктора анализируют образцы мочи, крови, пота или дыхания.
В 2021 году провели исследование, в котором собака, обученная выявлять признаки рака груди в моче, с точностью 100% определила наличие заболевания среди 200 образцов. Из них 40 принадлежали пациентам с раком груди, 182 — с другими видами рака, и 18 — здоровым людям.
А в 2024 году британская благотворительная организация Medical Detection Dogs начала проект по обучению семи собак. Их тренируют выявлять ранние стадии рака кишечника по образцам мочи. Среди участников — кокер-спаниели Манго, Кэлли и Дотти, лабрадоры Хетти, Рози и Джоди, а также флет-коутед ретривер Виллоу.
А нематоды-диагносты уверены на 95%
Даже микроскопические черви Caenorhabditis elegans умеют обнаруживать рак на ранних стадиях. Как муравьи и собаки, эти нематоды улавливают в образцах мочи пациентов специфические летучие органические соединения, выделяемые злокачественными клетками.
В Японии разработали тест N-NOSE, основанный на поведении этих червей. Когда нематоды помещаются в чашку Петри с образцом мочи, они двигаются в сторону, или от источника запаха. Если в пробах присутствуют органические соединения раковых клеток, черви стремятся к ним. Исследования показали, что чувствительность теста N-NOSE достигает 95%.
Голуби освоили диагностику за две недели
В 2015 году ученые из Университета Калифорнии в Дэвисе и Университета Айовы провели необычное исследование. Они обучили голубей различать изображения здоровых и злокачественных тканей молочной железы.
Птиц помещали в специальные камеры с сенсорными экранами. За две недели тренировок они научились с точностью до 85% определять наличие раковых клеток на микроскопических снимках. При объединении результатов группы из четырех птиц точность диагностики и вовсе достигала 99%. Обучение проходило с использованием метода оперантного обусловливания. За правильный выбор голуби получали вкусное вознаграждение.
Кроме того, голуби обобщали полученные знания на новые изображения, которые не видели ранее. Это говорит о способности к обучению, а не просто запоминанию. Но в более сложных задачах вроде определения злокачественных образований на маммограммах без микрокальцификатов птицы показали менее высокие результаты.