Нюх на болезнь: собак обучили диагностировать малярию по запаху носков
Млекопитающие с максимально развитым обонянием называются макросматами. Самый известный представитель этой группы – конечно, собаки. Четвероногие друзья человека имеют не меньше тысячи генов обоняния и более 300 миллионов обонятельных рецепторов (для сравнения: у людей их всего шесть миллионов).
Собаки способны различать неуловимые для человеческого носа запахи и находить не только пропавших людей, взрывчатку и наркотики, но и некоторые болезни, в том числе рак груди и рак крови.
А новая работа учёных из Университета Дарема в Великобритании показала, что четвероногие "нюхачи" могут ассистировать медикам в обнаружении ещё одной болезни – малярии.
Напомним, что её вызывают паразитические простейшие – плазмодии (в 80-90% случаев это паразиты вида Plasmodium falciparum). Они попадают в организм человека при укусе самок малярийных комаров. Болезнь сопровождается лихорадкой, ознобами, анемией, вызывает увеличение размеров селезёнки и печени.
По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 году во всём мире было зарегистрировано 216 миллионов случаев заболевания малярией, болезнь унесла жизни 446 тысяч пациентов.
Современные вакцины и методы борьбы с переносчиками инфекции часто оказываются недостаточно эффективными, либо ещё дорабатываются.
"Вызывает беспокойство, что наш прогресс в борьбе с малярией застопорился в последние годы, поэтому мы отчаянно нуждаемся в новаторских методах и инструментах", — признаётся соавтор новой работы профессор Джеймс Логан (James Logan) из Лондонской школы гигиены и тропической медицины.
По его словам, сегодня главная задача медиков – диагностировать заболевание ещё до появления первых серьёзных симптомов. Но этот процесс очень трудоёмкий: анализ крови пациента может занимать много времени и требует лабораторного оснащения, которое доступно не во всех странах.
Поэтому учёные решили обратиться за помощью к лучшим нюхачам – собакам.
Чтобы проверить, смогут ли животные учуять болезнь, команда пригласила к участию в эксперименте 175 внешне здоровых детей в возрасте от 5 до 14 лет. Все добровольцы проживали в Западной Африке, где процент заражения малярией крайне высок.
Всех участников попросили на ночь надеть пару нейлоновых носков. После этого предметы одежды заморозили и отправили в лаборатории.
Кроме того, у каждого добровольца медики взяли анализ крови, чтобы определить наличие или отсутствие паразитов P. falciparum. Оказалось, что 30 участников были инфицированы, хотя никаких симптомов у них пока не проявилось.
В течение нескольких месяцев носки детей держали в морозильной камере. Тем временем двух собак – Лекси породы золотистый ретривер-лабрадор и Салли породы лабрадор – обучали различать телесные запахи здоровых и инфицированных паразитом детей.
Затем животным дали понюхать носки участников (как показано на главном фото). Собаки распознали болезнь в 70% случаев и были на 90% точны в обнаружении здоровых людей, рассказывают авторы исследования.
По их словам, это очень хорошие результаты, ведь собаки обнюхивали не самих людей, а их одежду, к тому же подвергшуюся заморозке. Если бы они смогли почувствовать запах тела добровольцев, то их точность, скорее всего, была бы намного выше.
Кроме того, Лекси и Салли были обучены вынюхивать паразитов на самой ранней стадии жизненного цикла, а у некоторых участников плазмодии, судя по анализам крови, уже успели достичь следующей стадии развития. Это также осложнило задачу животным.
Специалисты уверены, что после хорошей подготовки с большим количеством образцов точность собак-"диагностов" может приблизиться к 100%. Таких животных можно будет отправлять в регионы с ограниченными ресурсами и низким уровнем здравоохранения, чтобы медики успевали вовремя приступить к лечению пациентов.
Кроме того, обученные собаки могут работать на морских и воздушных таможнях, чтобы выявлять путешественников, везущих из отпуска инфекцию. Благодаря таким мерам уровень малярии во многих странах может существенно снизиться.
Впрочем, вполне возможно, что в будущем животным не придётся обнюхивать инфицированных людей, ведь уникальные принципы работы собачьего носа можно использовать и для создания искусственных аналогов. Одно их таких устройств, напечатанное на 3D-принтере, оказалось эффективнее всех существующих детекторов для поиска взрывчатых и наркотических веществ. Не исключено, что подобные разработки смогут упростить и ускорить работу не только криминалистов, но и медиков.
Отчёт с более подробным описанием исследования его авторы представили на ежегодной конференции Американского общества тропической медицины и гигиены (ASTMH Annual Meeting).
Добавим, что немногие животные опережают собак по обонятельным способностям. Одни из таких макросматов – крысы. Ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о том, как африканские медики обучили грызунов "вынюхивать" туберкулёз. А российские специалисты тренируют крыс для поиска бомб и наркотиков.