Kanser tanısı, çoğu zaman endişe dolu, girişimsel, zaman alıcı ve pahalı bir süreçtir. Türkiye’de her yıl bu süreçten geçerek kanser tanısı alan 230 binden fazla, dünya genelinde ise 20 milyon kişi vardır. Bu süreçte karşımıza birçok biyopsi teknikleri ve kanser hücrelerini görüntülemek için yüksek derecede hassas mikroskoplar çıkmaktadır.
Tüm bu işlemlerin nefes almak kadar kolay olduğunu hayal edin.
Biliyoruz ki bazı hayvanlar – örneğin köpek veya fareler – hastalığı koklayarak açığa çıkarabilecek oldukça hassas burunlara sahiptir. Bu çalışmalardan ilham alan Fransız bilim insanları, karıncaların bilinen süper koklama gücü ile bu işi başarıp başaramayacaklarını keşfetmeye karar verdi.
Çalışmanın lideri Sorbone Paris Nord Üniversitesi’nden araştırmacı Baptiste Piqueret, “hastalığı tespit etmek için koklama özelliğini kullanmak yeni bir fikir değil” diyor. “Biz, karıncaların ne kadar iyi öğrenebileceklerini ve koklama özelliklerini nasıl kullandıklarını bilerek, karıncaların hastalıkları öğrenme ve tespit etme yeteneklerini test ettik.”
Bu hala gerçek hayatta klinik kullanımdan uzak olsa da bir gün kanserin tespit edilmesi için daha ucuz, daha erişilebilir (biraz garip değilse) alternatif bir seçeneğe yol açabilir. Peki sizce yeni tanısal yöntemler nasıl olabilir?
Pavlov’un Karıncaları
Kanser hücresinin metabolizması, uçucu organik bileşikler (UOB’ler) üretir. Bunlar, koku yayan ve tanı için biyobelirteç görevi görebilen organik kimyasallardır.
UOB’leri hedeflemesi adına karıncaları eğitmek için araştırmacılar, meme kanseri hücreleri ve sağlıklı hücreleri petri kaplarına aldı – ancak kanser hücrelerine şeker verildi. Piqueret, “kanserin kokusu ile bir ödülü ilişkilendirdik” diyor.
Bu, bilim insanlarının klasik veya Pavlov’un koşullandırma dediği bir tekniktir. Nötr bir uyaran (kanser kokusu), bir davranışı ortaya çıkaran ikinci bir uyaran (yiyecek) ile ilişkilidir. Bunu birkaç kez yaptıktan sonra, karıncalar, ilk uyaranın ikinciyi tahmin ettiğini öğrenir ve o yiyeceği bulmayı umarak kokuyu arar. Karıncaların eğitimi tamamlandıktan sonra araştırmacılar, karıncalara öğrendikleri kokuyu ve yeni bir kokuyu daha sundu – bu sefer ödülsüz. Gerçekten de karıncalar yeni kokudan daha çok öğrenmiş oldukları kokuyu araştırmak için daha çok zaman harcadı.
Piqueret şunları söyledi: “Eğer açsanız ve taze ekmeği kokluyorsanız, en yakın fırına gidersiniz ve taze ekmek kokusunun yiyeceğe eşit olduğunu öğrenirsiniz. İşte bu karıncaların kullandığı mekanizmanın aynısıdır.”
Araştırmacılar, köpeklerin UOB’leri aynı yöntem ile tespit edebildiğini ancak koşullandırmanın aylar aldığı ve yüzlerce deneme gerektiğini belirtiyor. F. fusca karıncalarının hızlı bir şekilde öğrenmesi için yalnızca 3 eğitim denemesi yeterli gözükmektedir.
Aşağıda, çalışmanın grafik özeti görülebilir:
Neden Karıncalar?
Öncelikle karıncalar, koku ile iletişim kurarlar. Ayrıca bu sofistike dil onları kokuya ve koklamaya karşı oldukça hassas yapar.
Cornell Üniversitesi’nden biyolog ve entomolog (böcek bilimci) Corrie Moreau, "Karıncalar farklı kimyasalları tespit etmeye zaten iyi uyum sağladıklarından, bu onları koku tanıma için ideal kılıyor" diyor. Onların minik karınca dünyasındaki bu küçük yaratıklar, bilgiyi yuvalarındaki bir diğer üyeye iletmek için “feromon” olarak isimlendirilen kimyasal üretiyorlar.
Moreau şöyle diyor: "Davetsiz bir misafirin sinyalini vermek için feromonlar, karıncanın bir besin kaynağına hangi yolu yürüyeceğini bilmesi için feromonların takibi ve başka bir karıncanın aynı koloninin üyesi olduğunu gösteren koloni düzeyindeki kokular vardır."
Ancak daha yakından incelediğinizde, karıncanın üzerinde burun görmeyeceksiniz. Onlar antenleriyle "kokuyorlar". Moreau şöyle devam ediyor: "Bu özel yapılar, küçük kimyasal farklılıkları bile ayırt edebilmek için oldukça hassas reseptörlerle kaplıdır."
Bilim insanlarının bildiği kadarıyla 14.000’den fazla karınca türü var ve bunların hepsi antenleri ile iletişim kurar. Ancak bazıları, bileşikleri tespit etmede diğerlerinden daha iyidir, örneğin bilim insanlarının hastalıkları tespit etmek için kullanmayı düşündükleri gibi.
Tanı Koyan Karıncalar: Gerçekçi mi, Sadece Merak mı?
Moreau, bu yeni araştırmanın kanser tanısı için gerçek bir aracın geliştirilmesine yol açıp açamayacağını söylemek henüz zor diyor.
New York, Northwell Health’te Tıbbi Onkolog-Hematolog Anna Wanda Komorowski, karıncaların incelendiği bu çalışmayı ilginç bulduğunu ve araştırmacıların, karıncaları nasıl tespit ettiğinden etkilendiğini söylüyor. Ancak karıncaların eğitimlerini ne kadar süreyle hatırlayacakları ve test için laboratuvarda ne kadar süre tutulabilecekleri gibi şeyleri belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacağını belirtiyor.
Eğer bu yöntem işe yararsa, bu araştırmanın çekici yönlerinden biri de kanser hücrelerini tespit etmek için normal laboratuvar uygulamalarına göre daha ucuz bir alternatif olması ve böylelikle de düşük gelirli olan araştırma ortamlarında, kanser hücrelerini boyayarak tespit etme yöntemleri gibi erişimin zor olabildiği yöntemlerin muhtemelen yerini alabilecek olmasıdır.
Komorowski, çalışmayla ilgili başka bir engele de dikkat çekiyor: karıncaların maruz bırakılacağı hücreler, muhtemelen çalışmada kullanılan hücrelerle aynı olmayacaktı. Çalışmada karıncalar canlı hücre kültürlerine maruz bırakıldı ancak genellikle biyopsiden elde edilenler, çok güçlü bir kokusu olan formaldehit içine bırakılır. Bu nedenle kanser tespiti için laboratuvar protokolü farklı olmalıdır, ki bu da biraz zor olabilir.
Karıncalar lekeleme yöntemleri, boyama yöntemleri ve formaldehitten daha ucuz olsa da karıncaları eğitmesi için kişilerin işe alınması ve yeni bir iş dalı doğması gerekebilir –insan faktörü ve buna bağlı maliyetler de olacağını unutmamak gerekir. Komorowski, "maliyeti ve bunun ne kadar uygulanabilir ve tekrarlanabilir olacağını anlamak için çok daha fazla araştırma yapılması gerektiğini” söylüyor. Bundan sonra da karıncaların kanser tespit çalışmalarını yalnızca laboratuvarda mı yapacakları yoksa doğrudan hasta etkileşimi ile daha hızlı bir tanıya yol açıp açmayacağı sorusu geliyor.
Karıncalar konusunda uzman olan Moreau son olarak da şunları söyledi: "İnsan vücudu birçok başka koku yayar, bu nedenle soru, karıncaların diğer tüm kokuları görmezden gelip yalnızca hedef kokuya odaklanıp odaklanamayacağıdır. Ancak bu sonuçlar umut verici. Ayrıca bir soru da bir hastanın potansiyel kanser hücrelerini aramak için vücudunun her yerinde eğitimli karıncaların gezinmesini isteyip istemediğidir."
