Les abeilles peuvent détecter le cancer du poumon par l’odeur
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Les abeilles peuvent identifier les faibles odeurs du cancer du poumon en laboratoire, y compris la légère odeur détectable dans le souffle d’un patient.
En exploitant le remarquable sens de l’odorat des abeilles, les scientifiques ont connecté les cerveaux vivants des abeilles à des électrodes, les ont exposées à diverses odeurs sous leurs antennes, et ont enregistré leurs réponses cérébrales. “La différence est frappante – comme le jour et la nuit – dans la réaction d’une abeille à un produit chimique”, explique Debajit Saha, ingénieur neural à l’Université d’État du Michigan à East Lansing.
Différentes odeurs ont déclenché des motifs d’activité cérébrale distincts, créant une sorte d’empreinte neuronale pour chaque odeur, selon Saha et son équipe, qui ont publié leurs résultats le 4 juin dans Biosensors and Bioelectronics. Il suggère qu’un jour, les abeilles pourraient servir de capteurs vivants dans les cliniques de cancer pour la détection précoce de la maladie.
Bien que des nez électroniques (e-nez) et d’autres dispositifs mécaniques de détection des odeurs existent, ils ne sont pas aussi sensibles que les abeilles. “La biologie peut distinguer entre des mélanges très similaires que aucun capteur artificiel ne peut”, explique Saha.
Le parfum comme un langage
Le parfum joue un rôle crucial dans la communication de nombreuses espèces d’insectes, selon Flora Gouzerh, écologue chimique à l’Institut de recherche pour le développement à Montpellier. Pour les insectes, “c’est un langage”, souligne-t-elle.
L’idée que les animaux détectent les maladies par l’odeur n’est pas nouvelle. En 1989, des médecins ont documenté un border collie et un doberman identifiant le mélanome de leur propriétaire. Plus récemment, des études ont montré que les chiens peuvent détecter le COVID-19 à partir de la transpiration des personnes.
Gouzerh souligne que de nombreux insectes ont probablement des capacités similaires ; par exemple, les fourmis peuvent être formées pour reconnaître l’odeur des cellules cancéreuses cultivées en laboratoire. Cependant, les capacités des abeilles n’avaient pas été clairement démontrées jusqu’à présent.
En se connectant directement aux neurones des insectes, les scientifiques peuvent contourner le besoin d’entraînement comportemental. Au lieu de passer des semaines à enseigner à un chien à réagir aux odeurs suspectes, ils peuvent obtenir des résultats immédiats directement du cerveau de l’abeille.
Dans leurs expériences, les abeilles ont été maintenues en place à l’aide de harnais imprimés en 3D et de cire, tandis que les chercheurs réalisaient une chirurgie cérébrale pour attacher des fils à la région de traitement des odeurs. Un dispositif délivrait ensuite des bouffées d’air aux antennes des abeilles, similaire à l’échantillonnage de parfums.
Les abeilles artificielles distinguent entre les odeurs de souffle sain et cancéreux avec une précision de plus de 93 %.
Chaque bouffée pourrait contenir un mélange de diverses odeurs, telles que celles du souffle de personnes en bonne santé ou un mélange imitant le profil unique de l’odeur du souffle des patients atteints de cancer du poumon, imperceptible pour le nez humain. En analysant les signaux électriques provenant du cerveau des abeilles, les chercheurs ont pu différencier ces types de souffle synthétique avec une précision d’au moins 93 %.
Dans une autre expérience, l’équipe de Saha a collecté des échantillons d’air au-dessus de cellules pulmonaires cultivées en laboratoire. Les abeilles ont réussi à distinguer avec succès les échantillons d’air provenant de cellules saines de ceux provenant de cellules atteintes de deux types de cancer du poumon : le cancer du poumon à petites cellules et le cancer du poumon non à petites cellules.
Les recherches en cours dans le laboratoire de Saha ont également démontré que les abeilles peuvent détecter d’autres odeurs de traces, telles que celles des substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles (PFAS), communément appelées produits chimiques éternels, qui sont notoirement difficiles à identifier dans l’environnement. “Cela m’a vraiment bluffé”, dit-il. “Les PFAS sont très difficiles à détecter.”
L’équipe de Saha prévoit d’utiliser leur capteur d’odeurs basé sur les abeilles pour tester des échantillons de souffle provenant de véritables patients atteints de cancer. La principale limitation est que la santé du cerveau des abeilles se détériore en quelques heures, rendant leurs réponses peu fiables. Cependant, l’appareil fournit des résultats rapides en temps réel. Avec seulement un cerveau d’abeille, Saha estime qu’ils pourraient théoriquement analyser plus de 100 échantillons.
Lisez l’article original sur : Science News
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