آیا مورچه‌ها آینده تشخیص سرطان‌اند؟

تشخیص سرطان اغلب فرایندی نگران‌کننده، تهاجمی، زمان‌بر و پرهزینه است. سالانه بیش از 230 هزار نفر در ترکیه و 20 میلیون نفر در جهان با گذر از این فرایند تشخیص می‌گیرند. در این مسیر، روش‌های گوناگون بیوپسی و میکروسکوپ‌های بسیار حساس برای دیدن سلول‌های سرطان به کار می‌روند.

تصور کنید همه این کارها به‌آسانی نفس کشیدن باشد.

می‌دانیم برخی حیوانات، مانند سگ و موش، بینی بسیار حساسی دارند و می‌توانند بیماری را بو بکشند. دانشمندان فرانسوی با الهام از این پژوهش‌ها تصمیم گرفتند ببینند آیا مورچه‌ها با قدرت فوق‌العاده بویایی شناخته‌شده خود نیز از عهده این کار برمی‌آیند.

Baptiste Piqueret، پژوهشگر دانشگاه Sorbone Paris Nord و سرپرست مطالعه، می‌گوید: «استفاده از بویایی برای شناسایی بیماری ایده تازه‌ای نیست». «با شناخت توان یادگیری مورچه‌ها و شیوه استفاده‌شان از بویایی، توان آن‌ها را برای یادگیری و شناسایی بیماری‌ها آزمودیم.»

گرچه این روش هنوز از کاربرد بالینی واقعی دور است، شاید روزی راهی ارزان‌تر و دسترس‌پذیرتر، هرچند کمی عجیب، برای تشخیص سرطان ایجاد کند. به نظر شما روش‌های تشخیصی تازه چگونه خواهند بود؟

مورچه‌های Pavlov

سوخت‌وساز سلول سرطانی، ترکیبات آلی فرّار تولید می‌کند؛ مواد شیمیایی آلی بوداری که می‌توانند نشانگر زیستی تشخیصی باشند.

برای آموزش مورچه‌ها در هدف‌گیری این ترکیبات، پژوهشگران سلول‌های سرطان پستان و سالم را در ظرف پتری قرار دادند، اما به سلول‌های سرطانی قند داده شد. Piqueret می‌گوید: «بوی سرطان را با پاداش پیوند دادیم».

این همان شرطی‌سازی کلاسیک یا Pavlov است. محرک خنثی، یعنی بوی سرطان، با محرک دیگری، غذا، که رفتاری ایجاد می‌کند همراه می‌شود. پس از چند بار، مورچه یاد می‌گیرد اولی دومی را پیش‌بینی می‌کند و به امید غذا به‌دنبال بو می‌رود. پس از آموزش، پژوهشگران بوی آموخته‌شده و بویی تازه را بدون پاداش عرضه کردند. مورچه‌ها واقعاً برای جست‌وجوی بوی آموخته‌شده بیش از بوی تازه وقت گذاشتند.

Piqueret گفت: «اگر گرسنه باشید و بوی نان تازه حس کنید، به نزدیک‌ترین نانوایی می‌روید و یاد می‌گیرید بوی نان تازه برابر با غذاست. مورچه‌ها دقیقاً از همین سازوکار استفاده می‌کنند.»

پژوهشگران می‌گویند سگ‌ها نیز این ترکیبات را با همین روش تشخیص می‌دهند، اما شرطی‌سازی ماه‌ها و صدها آزمون می‌خواهد. ظاهراً برای یادگیری سریع مورچه F. fusca فقط 3 نوبت آموزش کافی است.

در زیر خلاصه گرافیکی مطالعه را می‌بینید:

چرا مورچه‌ها؟

نخست، مورچه‌ها با بو ارتباط برقرار می‌کنند. این زبان پیچیده نیز آن‌ها را به بو و بویایی بسیار حساس می‌کند.

Corrie Moreau، زیست‌شناس و حشره‌شناس دانشگاه Cornell، می‌گوید: «مورچه‌ها از پیش برای تشخیص مواد شیمیایی مختلف سازگار شده‌اند و همین آن‌ها را برای شناسایی بو ایدئال می‌کند». این موجودات کوچک در دنیای مورچه‌ها برای رساندن اطلاعات به عضو دیگری در لانه، مواد شیمیایی‌ای به نام «فرومون» تولید می‌کنند.

Moreau می‌گوید: «فرومون‌هایی برای علامت دادن حضور مهمان ناخوانده، مسیرهای فرومونی برای یافتن راه منبع غذا و بوهایی در سطح کلنی وجود دارند که عضویت مورچه دیگر در همان کلنی را نشان می‌دهند.»

اما اگر نزدیک‌تر نگاه کنید، بینی روی مورچه نمی‌بینید. آن‌ها با شاخک بو می‌کشند. Moreau ادامه می‌دهد: «این ساختارهای ویژه با گیرنده‌های بسیار حساس پوشیده‌اند تا حتی تفاوت‌های کوچک شیمیایی را تشخیص دهند.»

تا جایی که دانشمندان می‌دانند، بیش از 14.000 گونه مورچه وجود دارد و همه با شاخک ارتباط دارند. اما برخی ترکیبات را بهتر تشخیص می‌دهند؛ مانند گونه‌هایی که دانشمندان برای شناسایی بیماری در نظر دارند.

مورچه‌های تشخیص‌دهنده: واقعیت یا صرفاً کنجکاوی؟

Moreau می‌گوید هنوز دشوار است بگوییم آیا این پژوهش به ابزاری واقعی برای تشخیص سرطان می‌انجامد.

Anna Wanda Komorowski، انکولوژیست و خون‌شناس Northwell Health در نیویورک، مطالعه مورچه‌ها را جالب می‌داند و می‌گوید شیوه شناسایی مورچه‌ها توسط پژوهشگران او را تحت‌تأثیر قرار داده است. اما برای دانستن مدت حفظ آموزش در حافظه مورچه و مدت نگهداری آن‌ها در آزمایشگاه برای آزمون، پژوهش بیشتری لازم است.

اگر روش کار کند، جذابیتش این است که نسبت به کار معمول آزمایشگاهی، جایگزینی ارزان‌تر برای شناسایی سلول سرطان باشد و احتمالاً در محیط‌های پژوهشی کم‌درآمد، جای روش‌های دشوارتر از نظر دسترسی، مانند رنگ‌آمیزی سلول‌های سرطانی، را بگیرد.

Komorowski مانع دیگری را یادآوری می‌کند: سلول‌های عرضه‌شده به مورچه‌ها احتمالاً همان سلول‌های مطالعه نخواهند بود. در پژوهش از کشت زنده استفاده شد، اما نمونه بیوپسی معمولاً در فرمالدهید با بوی بسیار قوی نگهداری می‌شود. پس پروتکل آزمایشگاه باید متفاوت باشد و این می‌تواند دشوار باشد.

گرچه مورچه‌ها از روش‌های لکه‌گذاری، رنگ‌آمیزی و فرمالدهید ارزان‌ترند، شاید لازم باشد افرادی برای آموزش آن‌ها استخدام شوند و شغلی تازه شکل بگیرد. عامل انسانی و هزینه‌هایش را نباید فراموش کرد. Komorowski می‌گوید: «برای فهم هزینه و میزان عملی بودن و تکرارپذیری، پژوهش بسیار بیشتری لازم است». سپس این پرسش مطرح است که مورچه‌ها فقط در آزمایشگاه سرطان را تشخیص می‌دهند یا با تعامل مستقیم با بیمار تشخیص را سریع‌تر می‌کنند.

Moreau، متخصص مورچه‌ها، در پایان گفت: «بدن انسان بوهای فراوان دیگری دارد؛ پرسش این است آیا مورچه می‌تواند همه را نادیده بگیرد و فقط بر بوی هدف تمرکز کند؟ نتایج امیدبخش‌اند. پرسش دیگر این است آیا بیمار مایل است مورچه‌های آموزش‌دیده برای یافتن سلول‌های احتمالی سرطان روی تمام بدنش حرکت کنند؟»