イナゴの嗅覚は人間の癌を検出するだけでなく、部位まで特定できる

昆虫

新たな研究により、イナゴの嗅覚はがん細胞と健康な細胞を区別することができ、病気の早期発見に役立つ可能性があることが示されました。また、がんの部位まで特定できる可能性が示唆されています。

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鼻は最先端技術

Photo: Derrick L. Turner

とはいえ、病院にイナゴが飛び回ることを心配する必要はありません。研究者たちは、患者の呼気からがんの早期発見を可能にする装置の一部に、イナゴの感覚神経を利用しようとしているのです。この新しい研究は、2022年5月25日に「BioRxiv」に公開されました。

ミシガン州立大学(MSU)の生体医工学の助教授であるデバジット・サハ氏は、「生物の鼻はまだ最先端技術です。匂いの検知に関して、鼻に勝るものはありません」と述べています。

実際、犬の嗅覚は様々な現場で利用されており、麻薬や爆発物はもとより、最近では低血糖やコロナウイルスの検出もできるようになりました。科学者たちは嗅覚を模倣する技術に取り組んでいますが、生物の嗅覚のスピード、感度、特異性に匹敵するようなものはまだできていません。

「電子鼻の研究は15年以上前から行われていますが、生物が可能にするシームレスな嗅覚にはまだ及びません」

早期発見

Photo: Derrick L. Turner

がんの早期発見はとても重要です。がんは初期段階で発見できれば80〜90%の確率で生存することができますが、ステージ4まで発見されないと、その数字は10%~20%に激減します。

がん細胞は健康な細胞とは異なる働きをしており、働きながら成長する過程でさまざまな化学物質を作り出します。これらの化学物質が患者の肺や気道に到達すると、呼気からその化合物を検出することができるようになるのです。

「理論的には、(この科学物質を検出できる)装置に呼気を吹きかければ、がんの種類やステージを検出・識別することができるようになります。しかし、そのような装置はまだ臨床実験で使われるには至っていません」とサハ氏は説明します。

そこで、彼の研究チームは新しいアプローチに取り組んでいます。生物のように機能するものを工学的に作ろうとするのではなく、生物が持つ能力を利用して技術開発を進めようとしています。具体的には、昆虫の脳を「ハッキング」して病気の診断に役立てようとしているのです。

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異なるがんの区別

研究室のメンバー。左から、博士課程の学生サイモン・サンチェス氏、研究室長のエリッサ・コックス氏、助教授のデバジット・サハ氏、博士課程の学生マイケル・パルナス氏。
Photo: Derrick L. Turner

彼らがイナゴを生物的構成要素として選んだのにはいくつかの理由があります。

イナゴは何十年もの間、ミバエなど同じように生物実験のモデルとして科学界に貢献してきました。そして、イナゴの嗅覚センサーとそれに対応する神経回路について、研究者たちはすでに理解を深めています。

次に、イナゴはミバエと比較して、より大きく、頑丈だということです。そのため、イナゴの脳には比較的容易に電極を取り付けることができます。

こうして研究チームは、イナゴを使ったセンサーによってがん検出の実験を行うことになりました。実験には3種類の口腔がん細胞株を用いて、イナゴが健康な細胞とがん細胞をどの程度区別できるかを調査しました。

「がん細胞は、正常な細胞とは異なって見えると予想していました。しかし、イナゴが3つの異なるがんを区別できたのは驚くべきことでした」とサハ氏は述べています。

この実験は口腔がんに焦点を当てたものでしたが、研究者達はこのシステムがほとんどのタイプのがんに有効であろうと信じています。現在、研究チームは実際の人間の呼気を使った検出システムのテストに着手しています。

ミシガン州立大学のクリストファー・コンタグ教授は次のように述べています。

(がんの)早期発見はとても重要で、そのためには、人工的に作られたものであれ、数百万年の自然淘汰によってもたらされたものであれ、あらゆる手段を用いるべきです。もし、私たちが成功すれば、癌は治療可能な病気になるでしょう」

reference: Sniffing out cancer with locust brains | MSUToday | Michigan State University

イナゴには気の毒じゃが、高精度な匂いセンサーが作れない以上、仕方ないのかもしれん

この研究が早く実用段階に至ると良いのじゃが

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