Поиск - новости науки и техники

На кончике носа. Кто унюхает болезнь.

Вроде бы ничего особенного. Шустрая собачка быстренько обегает по кругу приготовленные для нее баночки, но заинтересовала ее лишь одна. Возле нее она села и залаяла: мол, я задание ваше выполнила – давайте награду. И не подозревает симпатичный чуткий нос, какое большое дело сделал для науки: ни больше ни меньше – обнаружил опаснейшие раковые клетки! Поставила удивительный эксперимент кандидат биологических наук Елена Родионова, старший научный сотрудник Института проблем передачи информации им. А.А.Харкевича РАН. Как возникла идея использовать собак для диагностики рака, какую цель ставит биолог? Елена Ивановна ответила на вопросы “Поиска”.

– По образованию я – зоолог, но много лет занималась вопросами физиологии зрения. Три года назад меня заинтересовало обоняние. Эта сенсорная система изучена очень слабо. Зрительные образы мы воспринимаем прекрасно, а вот запахи нам практически не даются. У человека очень мало рецепторов, потому и чувствительность чрезвычайно низкая. Не то что у собак. Когда они идут по следу, то различают запахи сразу нескольких животных и точно выбирают искомый. Мне было интересно, что такое индивидуальный запах? Можно ли определить, что кодируют летучие вещества, которые человек выделяет в атмосферу?
– Встречаются врачи, которые по запаху ставят диагноз больному.
– Совершенно верно. Есть заболевания, в том числе инфекционные, при которых появляется особо сильный специфический запах. Чтобы человек его распознал, нужен большой опыт. А для собаки это простейшая задача. Куда сложнее определять по запаху заболевания, при которых новые летучие вещества не появляются и не исчезают, а изменяется лишь их соотношение. Что, видимо, и происходит при развитии онкологических заболеваний, и, как бы ни было сложно, собаки все же способны это уловить. Такова хрустальная мечта онкологов: найти вещества, однозначно свидетельствующие о росте злокачественных опухолей в крови или выделениях больного: моче, выдыхаемом им воздухе. Пока добиться этого невозможно: чувствительность самых эффективных маркеров рака составляет всего около 50%. Да еще хотелось бы, чтобы анализ как можно меньше беспокоил пациента.
В поисках более надежного метода ученые обратились к собакам, обладающим необыкновенно развитым обонянием, чтобы они помогли обнаружить онкологическое заболевание на самых ранних  его стадиях (анализы под-
тверждают опухоль, когда она уже сформировалась). Опыты начались всего лет десять назад и показали: да, такой способ диагностики рака действительно возможен. Ведь человек выделяет десятки летучих веществ, свидетельствующих о его поле, возрасте, о том, что он ест, и о многом другом. И собаки все это улавливают, “читают” своеобразный код и даже в состоянии понять: испытывает ли, скажем, человек страх, сыт он или голоден, здоров или болен.
– Но как научить собаку находить в этом “букете” нужный запах и сообщать о нем?
– Это очень сложно. Казалось бы, так ли уж трудно научить собаку? Достаточно дать ей, скажем, понюхать одежду пропавшего человека – и она бросится его искать. Но для этого нужен “эталонный запах”, с его помощью собаке объяснят, что нужно найти. А у нас, к сожалению, нет “эталонного” запаха онкологического заболевания, который мы предъявили бы собаке и приказали: “Ищи такой”. Поэтому ее знакомят с запахом людей или животных, у которых обнаружено определенное онкологическое заболевание, и учат находить его среди запахов больных другими заболеваниями и здоровых. Но вот в чем проблема: изменения в организме больного могут быть вызваны самыми разными причинами, и непонятно, ориентируется ли собака на запахи, свидетельствующие о развитии опухоли, или на какие-либо другие? И все же, судя по публикациям в зарубежной прессе, собак удается научить “ставить диагноз” на ранних стадиях развития рака, когда его еще можно вылечить. Несколько таких собак работает в английских клиниках. Одну из них даже наградили орденом – она нашла 500 больных! Но у меня вопрос: а скольких при этом она пропустила? Известно ли, по каким признакам определяла заболевших, что улавливала, а что нет?
– Все же, полностью собакам доверять нельзя?
– Многие ученые скептически относятся к способностям собак. Польские коллеги, например, справедливо задают вопрос: правильно ли в опытах по диагностике онкологических заболеваний собаки сравнивают запахи больных людей, лежащих в клинике, и здоровых, не имеющих к ней никакого отношения? Ведь клиника добавляет определенные “оттенки” к запахам людей, проводящих там много времени, и собаки смогут их отличать по ним. Однако все больше данных свидетельствует: собаки могут “почуять” рак, уловить вещества, непосредственно связанные с ростом опухоли.
– Вам недостаточно, что собаки ищут больных людей, нужно, чтобы они находили вещества, указывающие на болезнь?
– В конечном итоге – да. Мы вводим мышкам опухолевые клетки – и в одно и то же время у них начинает развиваться опухоль. Но этому процессу сопутствует большое количество других: возникают иммунные реакции на опухолевые клетки, появляются воспаления и так далее. И нам необходимо знать, на что реагирует собака: на опухоль или на иммунную реакцию? Отличает ли она рост опухолевых клеток от воспаления, которое идет в организме? Или же “узнает” онкологическое заболевание по совокупности всех запахов, а летучих веществ, свойственных росту опухоли вовсе не существует? Ведь мы не представляем, как меняется запах в зависимости от развития опухоли.
Чтобы все это узнать, мы усложняем собакам задачу. Мыши в наших экспериментах и так очень похожи друг на друга: они все одного возраста и пола, живут в одинаковых условиях, едят одну и ту же пищу. Поэтому у особей из контрольной группы мы вызываем дополнительные воспалительные или иммунные процессы. И наблюдаем за реакцией собак: могут ли они по запаху отличить мышей с раковой опухолью от тех, у которых развивается воспаление или идет иммунная реакция? (Эта идея возникла не только у нас, но и у зарубежных коллег). Хотелось бы доказать, что собаки отличают “запах опухоли” от сопутствующих процессов, а химики обнаружили бы вещества, маркирующие развитие опухоли. Задача необыкновенно сложная, но вполне решаемая, иначе я бы за нее не взялась.
– Как давно вы ведете эти исследования?
– Всего три года. Это очень мало, тем более что вместе с моей сотрудницей Мариной Кочевалиной мы начали с нуля. Но первая статья недавно вышла в России, а за рубежом опубликованы тезисы доклада, с которым мы выступили на международной конференции. Нам удалось собрать команду единомышленников. Это сотрудники Научно-исследовательского института канцерогенеза РОНЦ им. Н.Н.Блохина. Благодаря знакомству с ними мы и стали заниматься раком. Анализ наших проб проводят химики из Института геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН.
– А что расскажете про собак?
– Помогает нам и “Аэрофлот”. У него в “Шереметьево” есть свой питомник со специально выведенными собаками. Когда-то их скрещивали с шакалами – и они заметно отличаются от всех других пород. Небольшие, очень подвижные и любопытные, они всюду суют свой нос. Для нас это необыкновенно важно. У них независимый характер, как говорится, своя голова на плечах. О человеке они имеют собственное мнение и относятся к нему по-товарищески, как к партнеру по охоте. В отличие, скажем, от овчарок, полностью полагающихся на хозяина. Сотрудникам питомника интересны наши исследования, поскольку они изучают повадки собак, разрабатывают методики их обучения. (За рубежом работают с разными собаками: лабрадорами, спаниелями, даже с дворнягами, лишь бы обладали тонким нюхом). Сначала мы заинтересовались: могут ли собаки отличить одного таракана от другого? Оказалось, могут. Индивидуальный запах у насекомого есть, это доказано. Затем перешли к главному: стали создавать модели онкологических заболеваний у мышей, давать собакам задание искать “запах опухоли” и анализируем их реакции.
Вот как проходит опыт. Одним мышам, как я уже говорила, прививаем раковые клетки. У других, из контрольной группы, вызываем некие системные реакции. У всех собираем мочу в пробирки и отвозим в “Шереметьево”. Ставим перед собакой 12 баночек с пробирками; 11 принадлежат относительно здоровым мышкам, одна – раковой больной. Предварительно даем собаке понюхать пробирку больной мыши, не участвующей в эксперименте, – должна же она знать, что искать, и пускаем в круг. Во всех экспериментах независимо от сложности задачи собаки находят пробу мышки с опухолью в 70% случаев и более. Это много. А все потому, что собаки очень чувствительны к запаху. В Великобритании по изменяющемуся запаху они предупреждают людей о приближении припадка эпилепсии и диабетической комы примерно за 30-40 минут. Представляете насколько это важно!
Пытаясь понять, что мы от них хотим, собаки учатся у нас, а мы у них, выясняя, как они выполняют наши все усложняющиеся задания. Но обратите внимание: мы вовсе не хотим постоянно обращаться за помощью к собакам, это всего лишь этап. Наша цель иная: изучив их опыт, “научить” приборы, например газовый хроматограф, производить диагностику рака. Считаю, задача вполне выполнимая.

Юрий Дризе
Фотоснимки предоставлены Е.Родионовой

Нет комментариев