Sprinkhanen kunnen kanker bij mensen ‘ruiken’

Sprinkhanen kunnen onderscheid maken tussen verschillende typen kanker, blijkt uit onderzoek – en dat moet bijdragen aan de ontwikkeling van bionische neuzen die kanker vroeg kunnen opsporen.

Sprinkhanen kunnen onderscheid maken tussen verschillende typen kanker, blijkt uit onderzoek – en dat moet bijdragen aan de ontwikkeling van bionische neuzen die kanker vroeg kunnen opsporen.

Shutterstock

Stel je voor dat je in een apparaatje kon blazen waarna je een fractie van een seconde weet of je kanker hebt. En te zien krijgt welk type kanker je hebt en in welk stadium de ziekte zich bevindt.

Zo’n apparaat zou wereldwijd miljoenen levens kunnen redden.

Een groep onderzoekers van de Michigan State University hoopt binnenkort een dergelijke technologie te ontwikkelen, en het lijkt erop dat er een grote kans is dat dat gaat lukken.

Onderzoekers willen een bionische neus ontwikkelen

Het onderzoeksteam heeft met een tamelijk ontraditioneel en baanbrekend project laten zien dat sprinkhanen kanker kunnen opsporen. Dat doen ze met behulp van hun lange antennes die als reukorgaan fungeren.

En de sprinkhanen kunnen niet alleen de geur van kankercellen registreren, ze ruiken ook verschil tussen verschillende soorten kanker.

Het doel van de onderzoekers is om sprinkhaanbreinen te ‘hacken’ en daarmee ook hun selectieve vermogen om de verschillende geuren van kanker te registreren en identificeren.

Op die manier kan een bionische neus ontwikkeld worden om kanker te diagnosticeren.

Specifieke gassen verraden kanker

In een nog niet collegiaal getoetst artikel op de wetenschappelijke website BioRxiv leggen de Amerikaanse onderzoekers uit hoe sprinkhanen speciale gassen opvangen met hun reukorgaan.

Deze gassen, VOC (volatile organic compounds), zitten in de lucht die mensen uitademen, en ze veranderen als kanker de stofwisseling in de lichaamscellen beïnvloedt.

Als kanker in het eerste stadium wordt ontdekt, heeft de patiënt 80-90 procent kans op overleven.

Met andere woorden: verschillende typen kanker leiden tot specifieke veranderingen in de VOC, die de sprinkhanen herkennen.

Met behulp van elektroden op de sprinkhaanhersenen maten onderzoekers de reactie op de VOC-typen van verschillende cellen, en daarnaast maakten ze signaalprofielen voor elk soort gas dat aan de sprinkhanen werd voorgeschoteld.

Experiment met geur en lekkernijen

De onderzoekers testten het reukvermogen van de sprinkhanen door een geurstof aan te brengen op de gevoelige antennes van de hongerige sprinkhanen, waarna ze een lekkernij als beloning gaven.

Daardoor gingen de maxillaire palpen (monddelen) van de sprinkhaan open.

Het proces werd een paar keer herhaald, en daarna gingen de maxillaire palpen automatisch open als de insecten de lucht herkenden – ook als ze niet beloond werden met eten.

De volgende stap was om de sprinkhanen uit te rusten met sensoren die hun neurale activiteit in de gaten hielden. Zo konden de onderzoekers de sprinkhanen testen op dezelfde eigenschap, maar dan met een hoge luchtvochtigheid, met droge lucht en met variërende intervallen.

De palpen van de sprinkhanen gingen elke keer open, maar de neurale activiteit veranderde naargelang de testomstandigheden.

Uit deze reactie konden de onderzoekers opmaken dat het reukorgaan van de sprinkhanen wordt beïnvloed door simpele open-en-sluitmechanismen, die zich uitsluitend laten leiden door de aard van de geur.

Aanzienlijk hogere overlevingskans

Als het lukt om deze kennis te verwerken in een bionische neus, kan het in de toekomst mogelijk worden om kanker in een vroeg stadium te diagnosticeren – en dat is van grote betekenis voor de overlevingskans van patiënten.

Als kanker in het eerste stadium wordt ontdekt, is er namelijk 80-90 procent kans op overleven.

Maar als kanker pas in stadium vier wordt ontdekt, is die kans nog maar 10-20 procent.