Крыса узнает ракового больного по запаху: уникальное открытие российских ученых

Первый в мире диагностический прибор с использованием… спящей крысы представят в среду ученые в Ростовском научно-исследовательском онкологическом институте Минздрава РФ. С помощью его можно обнаруживать рак легких, туберкулез и другие опасные заболевания на самых ранних стадиях. «МК» разузнал, в чем особенность нового метода, побеседовав с разработчиками. Этот прибор на первый взгляд и прибором-то не назовешь — журналистам показали распластанную на пеленке спящую крысу с вживленным в мозг электродом. Проводками он соединен с трубочкой, куда выдыхает порцию воздуха потенциальный больной, и компьютером, на котором появляется предварительный диагноз. Идея, предложенная специалистами Южного федерального университета, заключается в использовании на благо человека уникального нюха ночных грызунов, чьи носы играют роль сенсоров-газоанализаторов. В природе свойство отличать запах больного собрата крысы выражают поведением — в частности, известно, что самки обходят стороной самцов с патологиями, не позволяя им претендовать на роль продолжателей рода. В составе прибора крыса находится в спящем состоянии (в которое ее вводят искусственно). Это ноу-хау ростовских ученых, позволяющее избежать поведенческих реакций грызуна и сделать метод максимально достоверным. Животному заранее имплантируются в мозг специальные микроэлектроды. Когда человек выдыхает воздух в специальную трубочку, обонятельные рецепторы крысы улавливают маркеры онкологического заболевания или туберкулеза, в результате чего у нее в мозге возникают определенные биоритмы. После расшифровки этих биоритмов математическая система, основой которой является искусственная нейронная сеть, формирует оповещение о степени риска ракового заболевания и выдает его на монитор. По словам заместителя генерального директора Фонда перспективных исследований — руководителя направления химико-биологических и медицинских исследований Александра Панфилова, система не имеет мировых аналогов и благодаря автоматизации процедуры обследования позволяет проводить большие объемы работ по диспансеризации населения. — Мы не претендуем на постановку точного диагноза, — поясняет сотрудник ФПИ. — Расчет на то, чтобы на ранних стадиях быстро (процесс диагностики при помощи крысы от выдыхания воздуха в специальную трубочку до компьютерной обработки данных занимает от 2 до 5 минут) выявить пациентов из группы риска и направить их на более тщательное обследование. Это позволит с большой вероятностью выявлять риск онкозаболеваний на первой и второй стадиях, в отношении которых хирургическое лечение считается полноценным и своевременным. Самые первые научные исследования, которые касаются раковых опухолей, проводились на Западе еще в конце прошлого века — крыс путем дрессировки и выработки у них условных рефлексов обучали распознавать наличие ракового заболевания в лаборатории. Выяснилось, что грызуны довольно успешно могут определять патологии по запаху. Но почему в прибор нужно «вставлять» именно живое существо, да еще постоянно вводя его в наркотический сон? Неужели нельзя заменить его нос автоматическим газоанализатором? Оказалось, что пока нельзя. По словам заведующего отделом генофондов экспериментальных животных, научного руководителя ЦКП «SPF-виварий» Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН Михаила Мошкина, создать автоматический нос-газоанализатор — дело очень сложное, связанное с вариативностью чувствительных элементов. К тому же пока не было в мире работ по специфическим запахам опухоли. Были лишь попытки определить, что влияет на изменение запаха. — В 90-х годах канадский ученый Мартин Кавальер пытался ответить на этот вопрос, — говорит Мошкин. — Он пришел к выводу, что в запах больных людей свой вклад вносит сам инфекционный агент. Мы же в Новосибирске, когда я работал в Институте систематики и экологии животных, еще в 80-х годах первыми в мире показали, что запах меняет не сама болезнь, а наша иммунная система. Для этого нам пришлось смоделировать болезнь искусственно, вводя животным антиген (как во время прививок). То есть болезни как таковой у них не возникало, а возникал лишь иммунный ответ на нее. Так вот, в виварии самцов с таким ответом самки особо обходили стороной. По словам Мошкина, способ регистрации нейрофизиологической реакции организма крысы на болезненный запах — это шаг вперед в деле использования носов животных в диагностике. Правда, у него есть некоторое сомнение, что чистоту эксперимента, поставленного в стерильном виварии, ростовским ученым удастся повторить при диагностировании людей. «Ведь там уже не проконтролировать, что пациент ел или пил накануне, а это может в итоге сбить крысиный нос с толку», — говорит Михаил Павлович.