Franse onderzoekers trainen mieren om kankercellen te ruiken

mei 2022 Zorg van de toekomst Willem van Altena

Van sommige dieren is bekend dat ze een buitengewoon gevoelig reukzintuig hebben. Er zijn meerdere onderzoeken geweest die aantoonden dat honden in staat zijn om bepaalde ziektes te ruiken, En vorig jaar waren er onderzoekers die erin geslaagd waren om bijen te trainen om het coronavirus te herkennen. Een recente studie die is uitgevoerd door wetenschappers aan de Sorbonne universiteit in Parijs onderzocht of mieren mogelijk een rol kunnen spelen in de diagnostiek van kanker.

“Het is op zich geen nieuw idee om olfactorische markers te gebruiken om ziektes op te sporen”, legt hoofdonderzoeker dr. Baptiste Piqueret uit. “En we weten dat mieren in staat zijn om snel te leren hoe ze bepaalde geuren moeten analyseren. Daarom hebben wij getest in hoeverre die eigenschap bruikbaar kan zijn in de diagnostiek.”

Pavlov-reactie

Kankercellen maken vluchtige organische componenten aan (VOCs), die een bepaalde geursignatuur afgeven die als biomarker kan dienen. De Parijse wetenschappers trainden de mieren om de kanker-VOCs te herkennen door gezonde cellen en borstkankercellen in petrischaaltjes te doen, maar bij de kankercellen zat ook een zoete beloning voor de mieren. Zij werden als het ware beloond als ze de kankercellen identificeerden. Het is niets anders dan conditionering, zoals dat door Pavlov al werd toegepast. Een neutrale stimulus, in dit geval de kankercel, wordt geassocieerd met een tweede stimulus: voedsel. Dat brengt een bepaalde gedragsreactie teweeg. De mier legt al snel de associatie dat de eerste stimulus –de kankercel- voedsel betekent.

De tweede stap in de training van de mieren was het presenteren van een nieuwe geur, maar zonder dat daar een beloning aan werd verbonden. En het bleek dat de mieren meer geïnteresseerd waren in de geur die met een beloning geassocieerd werd dan met de nieuwe geur. “Als je honger hebt en je ruikt vers brood, dan loop je de eerste bakkerij binnen die je tegenkomt, want je weet dat die geur voedsel betekent”, zegt Piqueret. “Zo werkt het ook bij de mieren.”

Voelsprieten

Honden zouden de VOCs ook kunnen herkennen, maar het duurt maanden om een hond te trainen. Mieren leren veel sneller en hebben vaak niet meer dan drie trainingssessies nodig. Geur is een van de voornaamste communicatiemiddelen bij mieren, en dat maakt ze extra gevoelig voor allerlei gassen in de atmosfeer. Mieren en bijen gebruiken feromonen om informatie uit te wisselen. Ze kunnen alarm slaan door een bepaalde geur af te scheiden, of een spoor uitzetten naar een voedselbron. Mieren kunnen ook aan elkaar ruiken of ze wel tot dezelfde kolonie behoren. Mieren hebben overigens geen neus waarmee ze ruiken. Hun voelsprieten zijn bezet met uiterst gevoelige receptoren waarmee ze de meest minuscule veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer kunnen detecteren.

Mierendiagnose

Of het ooit echt zo ver komt dat mieren in ziekenhuizen de plek van scanners gaan innemen is maar de vraag. Vooralsnog zijn er nog geen experimenten gedaan met het detecteren van kankercellen in mensen, maar alleen met geïsoleerde cellen in petrischaaltjes. Ook moet nog onderzocht worden hoe lang de mieren hun training blijven onthouden en hoe lang ze dus ingezet kunnen worden als diagnostische assistenten van de oncologen.

Wel denken de onderzoekers dat, wanneer ‘mierendiagnose’ inderdaad effectief blijkt te zijn, het om een goedkoper alternatief kan gaan dan veel van de gebruikelijke diagnostische methodes, en dat kan zeker in minder rijke landen een uitkomst zijn. Al zal het trainen van de mieren ook mensenwerk blijven en niet per se eenvoudig zijn.

Referentie

Baptiste Piqueret, Brigitte Bourachot, Chloé Leroy, et al. Ants detect cancer cells through volatile organic compounds. iScience, Volume 25, Issue 3, 2022, 103959, ISSN 2589-0042, https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103959.

X