Huấn luyện kiến để phát hiện ung thư qua nước tiểu

Kiến được huấn luyện để phân biệt những con chuột được ghép tế bào ung thư của người và những con chuột khỏe mạnh bằng cách ngửi nước tiểu. Ảnh: iStock.

Medical News Today đưa tin trong một nghiên cứu mới được công bố trên Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, các nhà khoa học báo cáo ung thư thay đổi mùi nước tiểu và kiến có thể phát hiện ra mùi này.

Nhiều loài, bao gồm cả động vật có vú và côn trùng sử dụng khứu giác nhạy bén để phát hiện và xác định mùi hương trong môi trường cho các mục đích khác nhau, ví dụ tìm thức ăn, phát hiện động vật ăn thịt và định vị bạn tình.

Các tế bào ung thư có thể phát ra các hóa chất cụ thể gọi là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). VOC có thể được sử dụng để xác định bệnh ung thư. Do đó, động vật, bao gồm cả kiến, với khứu giác nhạy bén, có thể được huấn luyện để nhận biết VOC.

Sử dụng động vật để phát hiện ung thư là một phương pháp đầy hứa hẹn để tăng tỷ lệ phát hiện ung thư sớm. Ví dụ, chó có thể ngửi các mẫu tế bào hoặc mùi cơ thể để dò tìm các VOC có liên quan đến ung thư và quá trình chuyển hóa tế bào bị thay đổi.

Kiến "đánh hơi" ung thư như thế nào?

Kiến, đặc biệt là kiến formica fusca, có khả năng xuất sắc trong việc học cách đánh hơi những mùi có liên quan đến môi trường của chúng.

Mặc dù không có khứu giác giống động vật có vú, chúng có thể nhận biết các mùi riêng biệt thông qua râu. Theo nghiên cứu đăng trên Đại học Vanderbilt, râu kiến có số lượng cơ quan cảm nhận mùi rất lớn.

Chỉ sau một buổi huấn luyện, kiến có khả năng tạo ra trí nhớ dài hạn tồn tại trong nhiều ngày. Ngoài ra, chúng có khả năng lưu giữ trí nhớ mạnh mẽ vì qua nhiều lần kiểm tra, chúng phản ứng chính xác tới 9 lần mà không cần phần thưởng.

Các nhà khoa học phát hiện kiến Formica fusca có khả năng đánh hơi mùi tốt và trí nhớ dài hạn. Ảnh: iStock.

Trong nghiên cứu hiện tại, các nhà nghiên cứu huấn luyện 70 con kiến Formica fusca, một loài kiến tương đối phổ biến ở Bắc bán cầu, để ngửi sự khác biệt giữa nước tiểu của những con chuột khỏe mạnh và những con chuột được ghép khối u ung thư từ người.

Chỉ sau 3 buổi huấn luyện, đàn kiến đã có thể xác định VOC một cách chính xác. Những phát hiện này cho thấy việc sử dụng kiến có tiềm năng trở thành phương pháp rẻ và hiệu quả để phát hiện ung thư.

Nghiên cứu này mở rộng từ nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học. Ở nghiên cứu trước, họ đã chứng minh kiến có thể phát hiện tế bào ung thư con người được nuôi cấy trong môi trường phòng thí nghiệm.

Các nhà nghiên cứu tìm thấy gì?

Các nhà nghiên cứu sử dụng mẫu nước tiểu của những con chuột có khối u người để huấn luyện đàn kiến. Việc sử dụng những con chuột này, được gọi là chuột xenograft, là cách tốt hơn so với nuôi cấy tế bào vì tế bào ung thư phát triển bên trong một sinh vật sống phức tạp hơn nhiều.

Ngoài ra, các khối u ở những con chuột này dần ổn định theo thời gian và chúng có thể được nhân đôi. Điều này giúp các nhà nghiên cứu có thể thử nghiệm nhiều phương pháp điều trị khác nhau và tìm ra phương pháp tốt nhất cho bệnh nhân.

Họ dạy từng con kiến nhận biết một mùi nhất định qua nước tiểu của chuột bằng cách thưởng cho chúng một dung dịch có vị ngọt. Họ đặt con kiến trong một hình tròn và thực hiện 3 buổi huấn luyện. Thời gian kiến tìm thấy phần thưởng đều được đo trong mỗi buổi huấn luyện.

Đàn kiến nhanh chóng nhận biết được mùi của các loại ung thư chỉ sau 3 buổi huấn luyện. Ảnh: iStock.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra những con kiến có thể học cách nhận ra hỗn hợp các mùi khác nhau có liên quan đến phần thưởng. Chỉ sau 3 buổi huấn luyện, chúng đã có thể phân biệt được nước tiểu của những con chuột có khối u và những con khỏe mạnh. Họ cũng lưu ý rằng khối u càng lớn, mùi nước tiểu của chuột càng thay đổi so với bình thường.

Tiến sĩ Baptiste Piqueret, thuộc Nhóm nghiên cứu Hành vi xã hội Lise Meitner, Viện Sinh thái hóa học Max Planck ở Jena, Đức, một trong những tác giả nghiên cứu, giải thích: “Năm ngoái, chúng tôi phát hiện kiến có thể ngửi thấy mùi ung thư của các tế bào của con người. Trong nghiên cứu mới, chúng tôi biết rằng kiến có thể ngửi nước tiểu để phát hiện khối u trong toàn bộ cơ thể sinh vật".

Phương pháp nhanh, rẻ và tiện lợi

Tiến sĩ Piqueret nhấn mạnh lý do kiến có thể cung cấp một phương pháp phát hiện ung thư đầy hứa hẹn. Ông nói với Medical News Today: “Thí nghiệm này chứng minh kiến có tiềm năng trở thành công cụ phát hiện ung thư sinh học hiệu quả và rẻ trong tương lai (dù phương pháp vẫn cần thí nghiệm lên con người). Hơn nữa, chúng học rất nhanh, việc nuôi chúng cũng khá dễ dàng và rẻ”.

Những loại bệnh ung thư như ung thư buồng trứng thường bộc lộ triệu chứng khi bệnh đã ở giai đoạn nặng. Điều này gây khó khăn trong quá trình chữa trị. Ảnh: iStock.

James Dobbyn, y tá nghiên cứu cấp cao của Dịch vụ Y tế Quốc gia và chuyên gia y tá lâm sàng về ung thư cấp tính, người không tham gia vào nghiên cứu này, lưu ý: “Mặc dù bệnh nhân có thể thấy công nghệ này khó hiểu, kết quả của nghiên cứu này, nếu được xác nhận, có thể đem lại lợi ích rất lớn cho người bệnh”.

Ông Dobbyn cho biết ung thư buồng trứng chiếm 70% tổng số ca ung thư phụ khoa do các triệu chứng của bệnh không thể hiện rõ ràng. 75% phụ nữ mắc bệnh được chẩn đoán ở giai đoạn III và IV. Điều này nghĩa là ở giai đoạn đó, bệnh ung thư khó điều trị hơn nhiều.

Phát hiện ung thư sớm hơn đem đến kết quả tốt hơn cho bệnh nhân. Các chiến lược sàng lọc mới như này rất được hoan nghênh nếu chúng là giải pháp đáng tin cậy và thiết thực trong môi trường lâm sàng.

Ông Dobbyn nói: "Tuy nhiên, chúng ta vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn để khẳng định tính hiệu quả của phương pháp này”.

Phương Hà