Hunde, die Prostatakrebs erkennen

Prostatakrebs ist weltweit die zweithäufigste krebsbedingte Todesursache bei Männern. Über das Screening auf prostataspezifisches Antigen (PSA) hinaus wird für Prostatakrebs eine empfindlichere und spezifischere Diagnosestrategie benötigt. 

Bei der Krebsdiagnose auf die empfindliche Hundenase vertrauen

Die verbreiteten Screeningtests auf prostataspezifisches Antigen (PSA) können aggressiven Prostatakrebs bei Männern übersehen oder bei Fällen mit geringem Risiko einen aggressiven Krebs anzeigen. Alternative Tests werden weiter erforscht. Eine Studie zeigt außerdem, dass Hunde darauf trainiert werden können, Prostatakrebs in Urinproben mit sehr zuverlässigen Ergebnissen zu erkennen. Ein umfangreiches Krebsscreening mit Hunden wäre jedoch unpraktisch.

Florin untersucht ein Karussell mit Urinproben von Männern mit oder ohne Prostatakrebs. Das Tier zeigt die krebspositive Probe an, indem sie stehen bleibt und die Probe ansieht, und wird für die richtige Wahl belohnt.

Die Fähigkeiten von Hunden mit künstlicher Intelligenz verbinden

Guest und Kollegen machten sich daran, die ausgeprägten Geruchsfähigkeiten von Hunden mit anderen vielversprechenden Erkennungsmethoden wie künstlicher Intelligenz zu verbinden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, die zur Entwicklung diagnostischer Tests für Prostatakrebs beitragen könnten.

Die Forscher trainierten zwei Hunde darauf, aggressiven Prostatakrebs in Urinproben zu erkennen. Diese Hunde zeigten bei Gleason-Score 9 und hochaggressivem Prostatakrebs bei der Erkennung 71% Sensitivität (die Fähigkeit, tatsächlich positive Fälle zu identifizieren) und 70 – 76% Spezifität (die Fähigkeit, negative Fälle korrekt zu identifizieren).

(A) Die teilnehmenden Hunde Florin und Midas. (B) Die Behälter, an denen sie die Proben beschnupperten. (C) Die Arme, an denen die metallenen Testbehälter mit den Proben angebracht waren. (D) Vergleich biopsienegativer Kontroll- und Krebsproben im Doppelblindversuch.

Das Team wandte außerdem zwei laborgestützte Erkennungsmethoden auf die Urinproben an: Gaschromatographie–Massenspektrometrie (GC-MS) flüchtiger Verbindungen und die Analyse der im Urin natürlich vorkommenden mikrobiellen Arten. Beide Methoden zeigten bedeutende Unterschiede zwischen krebsnegativen und krebspositiven Proben.

Schließlich nutzten die Forscher die Daten der Hunde und setzten zur Identifizierung bestimmter Teile der Spektroskopiedaten, die wesentlich zu den Diagnosen der Hunde beitrugen, ein künstliches neuronales Netz (eine Art Anwendung künstlicher Intelligenz) ein. Die Ergebnisse zeigten, dass größere Studien diese ganz unterschiedlichen Methoden weiter integrieren könnten, um die Erkennung fortgeschrittenen Prostatakrebses zu verbessern und neue Diagnosewerkzeuge zu entwickeln, welche die Geruchsfähigkeiten von Hunden nachahmen.

Ein Kommentar der Studienautoren: „Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, die Leistung des Hundes durch Sensoren und Gehirne nachzuahmen. Jetzt ist es an der Zeit, diese Technologie in jedes Smartphone einzubauen.“