Собачий скрининг

Способность собак обнаруживать рак по запаху биоматериала, полученного от больных людей, помогла специалистам из компании Medical Detection Dogs (Милтон-Кинс, Великобритания), а также из Массачусетского технологического института и Университета Джона Хопкинса (США) разработать нейронную сеть, позволяющую диагностировать онкологические недуги на ранних стадиях.

Ранее доктор Иван Родригес и его коллеги из Университета Женевы (Швейцария) выяснили, что в носу у некоторых животных имеются специальные рецепторы, реагирующие на запахи, которые выделяются при патологических процессах.

Замечено, что кошки, собаки и грызуны порой долго принюхиваются к больным людям и сторонятся их или начинают вести себя агрессивно.

«Сначала мы взяли образцы тканей носа мышей, реагирующих на феромоны, и занялись поиском генов, ответственных за распознавание «больных» запахов, – рассказывает доктор Родригес. – И в итоге мы определили пять рецепторов, которые помогают иммунным клеткам реагировать на патогенные микроорганизмы и воспаление. Такие же рецепторы позже мы обнаружили в носу крыс и собак».

Несколько лет назад английские медики выдвинули гипотезу о том, что раковые опухоли обладают особым запахом, который, однако, практически неразличим человеком на ранних стадиях, разве только тогда, когда наступает стадия гниения… Зато собаки, возможно, способны его чувствовать.

Подтверждение этому нашел доктор медицины Георги Хорват из Швеции. Он научил свою собаку Ханну отличать по запаху опухолевую ткань от здоровой. Кроме того, из 6-7 анализов крови пациенток Ханна безошибочно «выделяла» те, в которых присутствовали онкологические клетки.

В 2019 году американская компания BioScentDx провела исследования, в ходе которых три собаки породы бигль смогли правильно идентифицировать 96,7% образцов крови пациентов с раком легких. Руководитель серии экспериментов, ведущий научный сотрудник Хизер Джункейра, полагает: «Наша работа открывает путь для двух потенциальных направлений исследований, которые могут помочь найти новые методы диагностики рака».

Доктор Родригес считает, что можно попробовать создать искусственные рецепторы, аналогичные «звериным», задачей которых будет выявлять болезни по запаху. «Рецепторы животных являются настолько точными «диагностами», что если бы удалось создать такой «нюхающий» диагностирующий аппарат, то он намного облегчил бы жизнь терапевтов, – говорит ученый. – Только представьте: направит врач такой «пеленгатор» на очередь пациентов и сразу определит, кто из них действительно болен!»

Именно такой задачей недавно задались британские и американские специалисты. Сначала сотрудники Medical Detection Dogs обучили двоих четвероногих – четырехлетнего лабрадора Флорина и семилетнюю выжлу Мидаса «выявлять» соответствующие соединения в анализах мочи, взятых от пациентов с подтвержденным диагнозом рак простаты.

Оказалось, что чувствительность к специфическим запахам у животных составила 71%, а способность к обнаружению рака – 70-76% в зависимости от значений по шкале Глисона. Эта шкала определяет степень агрессивности рака, которая может составлять от шести до десяти баллов. Естественно, чем больше клеток поражено раком, тем выше этот показатель.

По словам ведущего автора исследования, соучредителя и главного научного сотрудника Medical Detection Dogs доктора Клэр Гест, эксперимент может содержать ключ к созданию более точного и неинвазивного метода ранней диагностики раковых заболеваний.

Кроме того, он натолкнул ученых на мысль о создании электронной системы диагностики нового типа. Данные опытов с собаками были использованы для того, чтобы обучить виртуальную нейросеть идентифицировать различия между здоровыми и «больными» образцами еще до того, как рак можно будет диагностировать традиционными скрининговыми методами.

По мнению исследователей, в дальнейшем можно будет разработать специальные приложения для скрининга онкологических недугов, которые станут просто устанавливаться на смартфоны пользователей.

«Только представьте себе день, когда смартфоны смогут отправлять оповещения о потенциальном риске очень агрессивного рака простаты за годы до того, как врач заметит повышение уровня в крови простатического специфического антигена, являющегося свидетельством болезни», – говорит один из авторов исследования, доктор Андреас Мершин из MTI. Впрочем, скорее всего, и прочие виды рака можно будет выявить аналогичным способом, считают исследователи.

Кстати, не исключено, что с помощью «собачьего нюха» удастся диагностировать даже коронавирусную инфекцию. В частности, в российском Национальном медико-хирургическом Центре имени Пирогова уже начали тренировать служебных собак «Аэрофлота» на выявление в образцах биоматериала наличия COVID-19. Если результат окажется удовлетворительным, таким образом можно будет проводить быстрое тестирование пассажиров в аэропортах на предмет заражения вирусом.

«В случае если человек инфицирован или является носителем антител COVID-19 и при этом меняется его запах, то собаку возможно обучить различать таких людей», – прокомментировал кинолог Глеб Мойсеенко.

Правда, его коллега Мария Доморникова считает, что эффективность такого способа тестирования нельзя оценивать однозначно: «Собаки чувствуют физиологические изменения (увеличенная температура тела, потоотделение, а также вылетающие при чихании, кашле и дыхании частицы), но вот непосредственно запах у частиц вируса по идее отсутствует, а значит, вероятность ошибки крайне велика».

Однако тут, несомненно, есть над чем работать. Возможно, очень скоро диагностические системы, построенные на способностях животных улавливать «запах болезни», перестанут быть чем-то экзотическим.

Лада КОВАЛЕНКО