Última actualización en agosto 14, 2024 por Ecologica Life
Flota como una mariposa, olfatea el cáncer como una abeja.
Un nuevo estudio decidió explorar el excelente olfato de las abejas melíferas para descubrir si podían detectar el cáncer de pulmón. Resulta que las abejas pueden detectar en el laboratorio los sutiles olores del cáncer de pulmón. El leve olor de una enfermedad puede detectarse incluso en el aliento de un paciente. En este artículo exploraremos la ciencia que hay detrás de este descubrimiento y sus implicaciones.
Índice
La ciencia tras el descubrimiento
Antecedentes de las capacidades sensoriales de las abejas
Las abejas melíferas son famosas por su extraordinario sentido del olfato, que les permite detectar y diferenciar una gran variedad de olores a concentraciones increíblemente bajas. Esta capacidad es vital para su supervivencia, ya que les ayuda a localizar flores, comunicarse con otras abejas y navegar por su entorno.
El aliento humano contiene biomarcadores (odorantes) que pueden utilizarse para la detección precoz de enfermedades. El sistema olfativo de las abejas, alojado principalmente en sus antenas, es tan sensible que puede detectar moléculas odorantes en concentraciones tan bajas como partes por billón o partes por trillón. Esta precisión ha despertado el interés de la comunidad científica y ha llevado a investigar cómo pueden utilizarse las capacidades olfativas de las abejas para detectar compuestos específicos asociados a enfermedades humanas, como el cáncer de pulmón.
El experimento
En un estudio pionero, los investigadores exploraron el potencial de utilizar los circuitos neuronales olfativos de las abejas melíferas para detectar biomarcadores en el aliento humano. El aliento humano contiene compuestos orgánicos volátiles (COV) que sirven como biomarcadores de diversas enfermedades, entre ellas el cáncer de pulmón.
Los científicos conectaron los cerebros de abejas vivas a electrodos, pasaron diferentes aromas por debajo de sus antenas y registraron sus señales cerebrales.
"Está muy claro -como el día y la noche- si [una abeja] responde o no a una señal química"
Dabajit Saha, ingeniero neuronal de la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing.
Las abejas se sujetaron con arneses de plástico impresos en 3D y un poco de cera mientras los investigadores operaban el cerebro de las abejas, conectando cables a la región que procesa los olores. A continuación, un dispositivo envió bocanadas de aire a las antenas de los insectos.
Cada bocanada podía contener una mezcla de olores mezclados, como los que exhalan las personas sanas. Otra mezcla imitaba el aliento de los enfermos de cáncer de pulmón, que contiene olores distintos que la nariz humana no puede detectar. Mediante señales eléctricas leídas en el cerebro de las abejas, los investigadores fueron capaces de distinguir entre los dos tipos de aliento sintético al menos 93% de las veces.
En otro experimento, el equipo de Saha recogió muestras de aire por encima de células pulmonares cultivadas en el laboratorio. Las abejas pudieron distinguir con éxito entre las muestras de aire tomadas cerca de células sanas y las recogidas cerca de células de dos tipos de cáncer: cáncer de pulmón microcítico y cáncer de pulmón no microcítico.
El equipo de Saha espera utilizar su sensor olfativo de abejas para analizar el aliento de pacientes de cáncer reales. La mayor debilidad del dispositivo, dice, es que sólo dura unas horas antes de que la salud cerebral de las abejas decaiga y las respuestas se vuelvan inestables. Pero funciona rápido y arroja resultados en tiempo real. Con un solo cerebro de abeja, dice Saha, su equipo podría en teoría analizar más de 100 muestras.
Implicaciones para el diagnóstico médico
El cáncer de pulmón es una de las formas más mortíferas de cáncer en todo el mundo, en gran parte debido a la dificultad de detectarlo en sus primeras fases (esto se debe en parte a que el cáncer de pulmón era hasta hace poco una de las formas de cáncer menos financiadas y, por tanto, menos investigadas). Los métodos de diagnóstico actuales, como la tomografía computarizada de baja dosis y las biopsias de tejidos, son eficaces, pero presentan varias limitaciones. Estos procedimientos pueden ser invasivos, caros y a menudo sólo se emplean después de que hayan aparecido los síntomas, lo que puede ser demasiado tarde para un tratamiento eficaz.
El descubrimiento de que las abejas melíferas pueden detectar biomarcadores de cáncer de pulmón a través de su sistema olfativo representa un enfoque revolucionario para el diagnóstico de esta enfermedad. A diferencia de los métodos existentes, que se basan en imágenes o en muestreos invasivos, la detección basada en las abejas ofrece una alternativa no invasiva que podría realizarse en una fase mucho más temprana. Este método podría dar lugar a intervenciones más oportunas, mejorando significativamente los resultados para los pacientes.
Retos y consideraciones
Aunque los beneficios potenciales de los diagnósticos basados en las abejas son significativos, la integración de este método en la práctica médica general plantea dificultades. Una de las principales preocupaciones es la escalabilidad: ¿cómo podemos manejar las abejas a gran escala de forma fiable para detectar sistemáticamente el cáncer de pulmón? La elaboración de protocolos normalizados y la obtención de resultados coherentes en distintos entornos exigirán una planificación cuidadosa. Además, hay que tener en cuenta las implicaciones éticas del uso de seres vivos en diagnósticos médicos, incluido el impacto en las poblaciones de abejas y la responsabilidad de cuidar de estos insectos vitales.
Lo ideal sería aprender cómo lo hacen las abejas y desarrollar máquinas capaces de imitar sus capacidades olfativas. Por desgracia, aún no tenemos nada con esa resolución.
Las abejas y los productos químicos de Forever
Otros experimentos del equipo de Saha también demostraron que la capacidad olfativa de las abejas se extiende a otros olores traza, como los emitidos por sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, comúnmente conocidas como PFAS, o sustancias químicas para siempre. "Eso me dejó alucinado", afirma. "Los PFAS en el medio ambiente son muy, muy difíciles de detectar".
¿Qué son los PFAS?
Los PFAS son un grupo de sustancias químicas sintéticas que se han utilizado en una amplia gama de aplicaciones industriales y productos de consumo desde la década de 1940. Se encuentran habitualmente en utensilios de cocina antiadherentes, ropa hidrófuga, tejidos y alfombras resistentes a las manchas, espumas contra incendios y muchos otros productos resistentes a la grasa, el agua y el aceite. Aunque su durabilidad los hace útiles en estas aplicaciones, también significa que no se descomponen fácilmente, lo que provoca una contaminación medioambiental generalizada.
A lo largo de los años, se han detectado PFAS en el agua, el suelo, el aire e incluso en la sangre de personas y animales. Esta contaminación generalizada es preocupante porque la exposición a determinados PFAS se ha relacionado con efectos adversos para la salud, como cáncer, daños hepáticos, disfunción del sistema inmunitario y problemas de desarrollo en los niños.
Guía de sustancias químicas para siempre (PFAS).
Implicaciones
Este nuevo hallazgo del equipo de Saha es significativo porque abre nuevas posibilidades para la vigilancia del medio ambiente y la protección de la salud pública. Los métodos tradicionales de detección de PFAS en el medio ambiente suelen requerir equipos sofisticados y caros y procedimientos que llevan mucho tiempo. En cambio, el uso de abejas melíferas como sensores biológicos podría proporcionar un método más eficaz, rentable y potencialmente portátil para detectar estas sustancias peligrosas en tiempo real.
Por supuesto, las cuestiones éticas mencionadas anteriormente también se aplican aquí; queremos asegurarnos de que no afectamos negativamente a esta especie vital más de lo que ya lo hemos hecho. Debemos asegurarnos de que nuestros esfuerzos por proteger el medio ambiente se extienden al cuidado de estos insectos vitales y sus poblaciones, y aspirar a ser ambientalmente responsables en todos los frentes, no sólo en uno.
Los abejorros no superan la prueba de visión cromática debido a un pesticida común.
Conclusión
Una vez más, la naturaleza demuestra ser muy inteligente. La naturaleza nos proporciona lo que nosotros sólo podemos imitar artificialmente a duras penas. Este descubrimiento nos recuerda una vez más la necesidad de trabajar en armonía con la naturaleza, utilizando nuestra inteligencia para comprender y aprovechar sus capacidades.
El cáncer de pulmón sigue siendo una de las formas más mortíferas de cáncer debido a la falta de capacidad para detectarlo. Las abejas nos han dado una pista de cómo hacerlo. Ahora, si logramos ampliar esta técnica no invasiva, podríamos utilizarla para detectar toda una serie de enfermedades e incluso contaminantes ambientales.
