Forskare hackar gräshoppshjärnor för att identifiera cancerceller genom lukt

Ny forskning visadeatt gräshoppshjärnor kan hjälpa till att upptäcka tecken på cancer hos människor i laboratoriemiljö.

Själva idén med att använda djur för att upptäcka sjukdomar är inte ny: tjänstehundar tränade till medföljande diabetiker kan övervaka ägarens blodsockernivå och efter bara ett par veckor hundträning kan avgöraom personen är sjuk i coronaviruset.

I samtliga fall reagerar djur på kroppslukt och mänsklig andedräkt. Faktum är att sammansättningen av kemikalierna i våra naturliga vätskor kan variera med vår ämnesomsättning – som förändras när vi blir sjuka. Förändringar kan vara flera delar per biljon, och modern utrustning kan inte känna igen detta – men djur har tack vare evolutionen lärt sig att göra detta.

Men att träna och underhålla en hund är ganska svårt och dyrt - och att skapa en enhet som fungerar enligt principen om en hunds nos är extremt svårt. Sedan bestämde sig forskare från Michigan Technological University för att hacka hjärnan på ett djur för att bättre förstå hur det hela fungerar.

Gräshoppor valdes som försöksobjekt, eftersom dessa insekter är väl studerade. Forskarna exponerade kirurgiskt hjärnan på en levande gräshoppa och satte in elektroder i hjärnloberna som tar emot signaler från insektens antenner, som de använder för att lukta.

De odlade också tre olika typer av mänskliga orala cancerceller, såväl som cancerfria celler. De använde en anordning för att fånga upp gasen som emitteras av varje typ av cell och förde den till gräshoppans antenner. Gräshoppans hjärna svarade olika på varje signal, så mycket att forskare exakt kunde avgöra vilken gas en testperson hade fått, endast baserat på registreringen av hjärnans elektriska aktivitet.

Det är första gången som hjärnan hos en levande insekt har använts för att upptäcka cancer. För ett korrekt resultat är det optimalt att använda ett system med 6-10 hjärnor för att analysera tillräckligt många neuroner, men författarna hoppas att användningen av andra elektroder hjälper till att klara sig med bara en. De planerar också att skapa en bärbar enhet med hjälp av hjärnan och antennerna hos en gräshoppa som kan användas för att diagnostisera riktiga patienter.

Men frågan om etik är fortfarande öppen. När bina använda sig av för att söka efter sprängämnen skadar detta inte insekterna, och efter "arbetet" släpps de ut i naturen. Men för gräshoppor är deltagande i sådana experiment en enkelbiljett, vilket kanske inte passar vissa patienter.

Men forskare försöker också fastställa vilka receptorer i antennerna som hjälper till att upptäcka cancer för att kopiera dem i laboratoriet och sluta använda riktiga insekter. Kanske kommer det i framtiden att vara möjligt att skapa helt konstgjorda apparater för snabba andningstester för cancer.