Dernière mise à jour le 14 août 2024 par Ecologica Life
Flotter comme un papillon, flairer le cancer comme une abeille.
Une nouvelle étude a décidé d'explorer l'excellent sens de l'odorat des abeilles pour découvrir si elles pouvaient détecter le cancer du poumon. Il s'avère que les abeilles peuvent détecter les odeurs subtiles du cancer du poumon en laboratoire. La faible odeur d'une maladie peut même être détectée dans l'haleine d'un patient. Dans cet article, nous examinerons les fondements scientifiques de cette découverte et ses implications.
Table des matières
La science derrière la découverte
Informations sur les capacités sensorielles des abeilles
Les abeilles sont réputées pour leur extraordinaire sens de l'odorat, qui leur permet de détecter et de différencier une grande variété d'odeurs à des concentrations incroyablement faibles. Cette capacité est vitale pour leur survie, car elle les aide à localiser les fleurs, à communiquer avec leurs congénères et à s'orienter dans leur environnement.
L'haleine humaine contient des biomarqueurs (odorants) qui peuvent être ciblés pour la détection précoce de maladies. Le système olfactif de l'abeille, principalement logé dans ses antennes, est si sensible qu'il peut détecter des molécules odorantes dans des concentrations aussi faibles que des parties par milliard ou des parties par billion. Cette précision a suscité l'intérêt de la communauté scientifique, qui a entrepris des recherches sur la manière dont les capacités olfactives des abeilles peuvent être utilisées pour détecter des composés spécifiques associés à des maladies humaines, telles que le cancer du poumon.
L'expérience
Dans une étude novatrice, des chercheurs ont exploré la possibilité d'utiliser les circuits neuronaux olfactifs de l'abeille pour détecter des biomarqueurs dans l'haleine humaine. L'haleine humaine contient des composés organiques volatils (COV) qui servent de biomarqueurs pour diverses maladies, dont le cancer du poumon.
Les scientifiques ont relié le cerveau d'abeilles vivantes à des électrodes, ont fait passer différents parfums sous leurs antennes et ont enregistré leurs signaux cérébraux.
"Il est très clair - comme le jour et la nuit - si [une abeille] répond à un signal chimique ou non"
Dabajit Saha, ingénieur neuronal à l'université de l'État du Michigan à East Lansing.
Les abeilles ont été maintenues en place à l'aide de harnais en plastique imprimés en 3D et d'un peu de cire pendant que les chercheurs opéraient le cerveau de l'abeille en attachant des fils à la région qui traite les odeurs. Un dispositif a ensuite envoyé des bouffées d'air aux antennes des insectes.
Chaque bouffée pouvait contenir un mélange d'odeurs, comme celles exhalées par des personnes en bonne santé. Un autre mélange imitait l'haleine des patients atteints de cancer du poumon, qui contient des odeurs distinctes que le nez humain ne peut pas détecter. À l'aide des signaux électriques émis par le cerveau des abeilles, les chercheurs ont pu faire la distinction entre les deux types d'haleine synthétique dans au moins 93% des cas.
Dans une autre expérience, l'équipe de Saha a recueilli de l'air au-dessus de cellules pulmonaires cultivées en laboratoire. Les abeilles ont réussi à faire la différence entre les échantillons d'air prélevés à proximité de cellules saines et ceux recueillis à proximité de cellules de deux types de cancer : le cancer du poumon à petites cellules et le cancer du poumon non à petites cellules.
L'équipe de Saha espère utiliser le capteur olfactif des abeilles pour tester l'haleine de véritables patients atteints de cancer. La plus grande faiblesse de l'appareil, dit-il, est qu'il ne dure que quelques heures avant que la santé cérébrale des abeilles ne s'affaiblisse et que les réponses ne deviennent instables. Mais il fonctionne rapidement et produit des résultats en temps réel. Avec un seul cerveau d'abeille, son équipe pourrait théoriquement tester plus de 100 échantillons.
Implications pour le diagnostic médical
Le cancer du poumon est l'une des formes de cancer les plus meurtrières au monde, en grande partie à cause de la difficulté à le détecter à un stade précoce (en partie parce que le cancer du poumon était jusqu'à récemment l'une des formes de cancer les moins financées et donc les moins étudiées). Les méthodes de diagnostic actuelles, telles que la tomodensitométrie à faible dose et les biopsies tissulaires, sont efficaces mais présentent plusieurs limites. Ces procédures peuvent être invasives, coûteuses et ne sont souvent utilisées qu'après l'apparition des symptômes, ce qui peut être trop tard pour un traitement efficace.
La découverte de la capacité des abeilles à détecter les biomarqueurs du cancer du poumon grâce à leur système olfactif représente une approche révolutionnaire du diagnostic du cancer du poumon. Contrairement aux méthodes existantes, qui reposent sur l'imagerie ou l'échantillonnage invasif, la détection par les abeilles offre une alternative non invasive qui pourrait être réalisée à un stade beaucoup plus précoce. Cette méthode pourrait permettre des interventions plus rapides, ce qui améliorerait considérablement les résultats pour les patients.
Défis et considérations
Bien que les avantages potentiels des diagnostics basés sur les abeilles soient considérables, l'intégration de cette méthode dans la pratique médicale courante pose des problèmes. L'une des principales préoccupations est l'extensibilité : comment pouvons-nous gérer les abeilles de manière fiable à grande échelle pour détecter de manière cohérente le cancer du poumon ? L'élaboration de protocoles normalisés et la garantie de résultats cohérents dans différents contextes nécessiteront une planification minutieuse. En outre, nous devons tenir compte des implications éthiques de l'utilisation de créatures vivantes dans les diagnostics médicaux, y compris l'impact sur les populations d'abeilles et la responsabilité de prendre soin de ces insectes vitaux.
Idéalement, nous pourrions apprendre comment les abeilles procèdent et développer des machines capables d'imiter leurs capacités olfactives. Malheureusement, nous ne disposons pas encore d'une telle résolution.
Abeilles et produits chimiques de longue durée
D'autres expériences menées par l'équipe de Saha ont également montré que les capacités olfactives des abeilles s'étendent à d'autres odeurs à l'état de traces, telles que celles émises par les substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles, communément appelées PFAS, ou "forever chemicals" (produits chimiques à vie). "Cela m'a vraiment époustouflé", explique-t-il. "Dans l'environnement, les PFAS sont très, très difficiles à détecter.
Que sont les PFAS ?
Les PFAS sont un groupe de produits chimiques synthétiques utilisés dans un large éventail d'applications industrielles et de produits de consommation depuis les années 1940. On les trouve couramment dans les ustensiles de cuisine antiadhésifs, les vêtements hydrofuges, les tissus et tapis antitaches, les mousses anti-incendie et de nombreux autres produits qui résistent à la graisse, à l'eau et à l'huile. Si leur durabilité les rend utiles dans ces applications, elle signifie également qu'ils ne se décomposent pas facilement, ce qui entraîne une contamination généralisée de l'environnement.
Au fil des ans, des PFAS ont été détectés dans les réserves d'eau, le sol, l'air et même dans le sang des humains et des animaux. Cette contamination généralisée est préoccupante car l'exposition à certains PFAS a été associée à des effets néfastes sur la santé, notamment des cancers, des lésions hépatiques, des dysfonctionnements du système immunitaire et des problèmes de développement chez les enfants.
Un guide sur les produits chimiques de longue durée (PFAS).
Les implications
Cette nouvelle découverte de l'équipe de Saha est importante car elle ouvre de nouvelles possibilités pour la surveillance de l'environnement et la protection de la santé publique. Les méthodes traditionnelles de détection des PFAS dans l'environnement nécessitent souvent un équipement sophistiqué et coûteux et des procédures longues. En revanche, l'utilisation des abeilles comme capteurs biologiques pourrait constituer une méthode plus efficace, plus rentable et potentiellement portable pour détecter ces substances dangereuses en temps réel.
Bien entendu, les questions éthiques mentionnées ci-dessus s'appliquent également ici ; nous voulons nous assurer que nous n'avons pas plus d'impact négatif sur cette espèce vitale que nous n'en avons déjà eu. Nous devons veiller à ce que nos efforts de protection de l'environnement s'étendent à la prise en charge de ces insectes vitaux et de leurs populations, et viser à être écologiquement responsables sur tous les fronts, et non sur un seul.
Les bourdons échouent au test de vision des couleurs à cause d'un pesticide commun.
En bref
Une fois de plus, la nature se montre très intelligente. La nature fournit ce que nous ne pouvons que faiblement imiter artificiellement. Cette découverte nous rappelle une fois de plus la nécessité de travailler en harmonie avec la nature, en utilisant notre intelligence pour comprendre et exploiter ses capacités.
Le cancer du poumon reste l'une des formes de cancer les plus mortelles en raison de l'impossibilité de le détecter. Les abeilles nous ont fourni un indice sur la manière de procéder. Si nous parvenons à développer cette technique non invasive, nous pourrions l'utiliser pour détecter toute une série de maladies et même des polluants environnementaux.
