القاهرة: الأمير كمال فرج.

أثبت نحل العسل، أنه قادر ليس فقط على اكتشاف سرطان الرئة على الفور، ولكن أيضًا التمييز بين نوعين من المرض: الخلايا الصغيرة والخلايا غير الصغيرة. يمكن أن توفر النتائج الأمل في آلية غير جراحية (غير جراحية) للكشف عن السرطان في مراحله المبكرة.

ذكرت كارلي ميلر في تقرير نشرته مجلة Forbes  أن "المفهوم بسيط: نحل العسل لديه استجابات دماغية شمية مميزة (العصبون الفص الهوائي) لخليط مختلف من الغازات النزرة في الهواء التي تشمها قرون الاستشعار أو تكتشفها في المناطق المجاورة لها، والأمر نفسه ينطبق على الدماغ البشري، لكن أنوفنا ليست حساسة مثل هوائيات نحل العسل لنفس الغازات أو التركيزات الضئيلة للغازات في الهواء".

بشكل عام، يستطيع الباحثون تتبع وتسجيل وتفسير استجابات  الفص الاستشعاري للنحل للروائح المختلفة، مما يجعلها مفيدة للبحث العلمي.

في تجربة رائدة أجراها باحثون في جامعة ولاية ميشيغان، كان أداء النحل وقرون الاستشعار الفائقة الخاصة به جيدة للغاية. لقد كانوا دقيقين بنسبة 93% عند التمييز بين مريض سليم ومريض بالسرطان، وكان بإمكانهم شم الفرق بين عينات سرطان الرئة ذو الخلايا الصغيرة وغير الصغيرة.

نظرًا لأن سرطان الرئة يعد من بين أكثر أنواع السرطان التي يتم تشخيصها على نطاق واسع، فإن تطبيقات نشر جهاز استشعار حيوي حساس ودقيق في وقت مبكر من رعاية المريض أو على نطاق واسع عبر مجموعة واسعة من المرضى لديها إمكانات إنقاذ الحياة على نطاق واسع.

النحل في الدراسة لا يتطلب أي تدريب سلوكي. لقد تم تزويده بخليط فريد من ستة غازات نزرة تمكن النحل من تصنيفها على الفور وبدقة كبيرة. تمثل المركبات العضوية المتطايرة والغازات الموجودة في مخاليط العينات تغيرات دقيقة للغاية في كيمياء التنفس، لكن نحل العسل أظهر مرارًا وتكرارًا القوى العظمى لقرون الاستشعار الخاصة به.

 استكشفت هذه التجربة متعددة التخصصات ما يلي:

 1. كيف يمكن استخدام المؤشرات الحيوية النزرة المرتبطة بالسرطان أو الأمراض أو الأعراض الدقيقة لتشخيص ورصد مراحل رعاية المرضى.

 2. تتبع حدود الكشف عن المواد الكيميائية.

 3. فائدة الحواس الفائقة الموجودة في الطبيعة، ولكن لم يتم تكرارها بعد بواسطة الأدوات التي صنعها الإنسان.

على الرغم من أن المفهوم بسيط، وأن التصميم التجريبي كان واضحًا ومباشرًا، إلا أنه كان معقدًا في التنفيذ. حصل الباحثون على النحل من جامعة ولاية أريزونا في تيمبي، واعتنوا به لأكثر من أربعة أسابيع، حتى تم استخدامه في التجربة.

صمم الباحثون حزامًا للنحل يثبت النحلة في حالة ثابتة أثناء تقديم عينات الغاز إليها. تحت قرون استشعار النحلة الحية، مرر الباحثون خليطًا مصممًا مخبريًا من الغازات النزرة والمركبات العضوية المتطايرة التي تمثل أنفاس المرضى الأصحاء والمصابين بالسرطان، لتحديد ما إذا كان النحل يمكنه اكتشاف الفرق.

بدلاً من استخدام عينات التنفس البشري في التجربة، استخدم الباحثون عينات اصطناعية لإدخال عدد أقل من المتغيرات لما ستكتشفه النحلة، وتوفير بعض التحكم في التصميم التجريبي.

وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن مزارع الخلايا السرطانية – سرطان الثدي، وسرطان الكبد، وسرطان البروستاتا، وسرطان الرئة، وغيرها – تنتج خليطًا فريدًا من المركبات العضوية المتطايرة أو الغازات.

أعطى هذا الباحثين الأمل في أن يتمكن النحل من التمييز بين عينات المرضى الأصحاء والسرطان وبين سرطانات الرئة ذات الخلايا الصغيرة وغير الصغيرة، وهو ما أظهره النحل بدقة وتكرار. ويقدر الباحثون أنه يمكن استخدام نحلة واحدة بشكل موثوق لـ 100 عينة قبل أن تتدهور الوظائف الكهربائية للأعضاء.

قام الباحثون بتوصيل سلك جراحيًا بدماغ النحل، والذي من شأنه أن ينقل الاستجابة الكهربية الفيزيولوجية للخلايا العصبية في الفص الاستشعاري للنحل إلى جهاز كمبيوتر يقوم بعد ذلك بتسجيل الإشارات.

تسمح الخلايا العصبية للفص الهوائي ومجموعات الخلايا العصبية الأخرى ذات الصلة داخل الفص لنحل العسل بالتمييز بين العديد من الروائح المختلفة، وهي كثيرة جدًا لدرجة أن الرقم كبير جدًا بحيث لا يمكن كتابته في هذه المقالة.

يتفوق النحل في الأداء على مطياف الكتلة الكروماتوجرافي الغازي - وهو أداة مختبرية حديثة تستخدم للكشف عن الغازات وتحديد المركبات - حيث يستطيع النحل تصنيف الغازات بتركيزات أقل بكثير ويمكنه اكتشاف عدد أكبر من مجموعات المركبات، مثل يمكن العثور عليه في خليط طبيعي غير معروف كما هو الحال في زفير المريض.

لا يستطيع جهاز GC-MS في المختبر اكتشاف العديد من المركبات بشكل موثوق عندما يتم العثور عليها بتركيزات منخفضة تصل إلى أجزاء في المليار أو أجزاء في التريليون، لكن هوائيات النحل يمكنها ذلك. وقد حاول الباحثون أيضًا استخدام مفهوم جهاز الأنف الإلكتروني ("الأنف الإلكتروني")، ولكنه غالبًا ما يكون مصممًا للكشف والتعرف على مكون واحد محدد فقط.

وأظهرت كائنات حية أخرى أيضًا هذه القدرة الفائقة على الشم مع ما يترتب على ذلك من تطبيقات مثيرة. في دراسة نشرت عام 2023، قام الباحثون بتدريب النمل في حوالي 10 دقائق ليتمكنوا بنجاح من التعرف على المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة من بول الفأر، والتي ميزت الفئران السليمة غير المضطربة عن تلك المصابة بأورام سرطان الثدي.

ويمكن أيضًا تدريب الكلاب على اكتشاف التغيرات في صحة الشخص، مثل التعرف على COVID-19 في العرق البشري، أو السرطان في عينات البول، أو اكتشاف سرطان الجلد على جلد الشخص. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكلاب المدربة قادرة على اكتشاف والإشارة إلى بداية نوبة الصرع أو انخفاض خطير في نسبة السكر في الدم عن طريق الشم، والتعرف بشكل صحيح على التغيرات المهمة في كيمياء التنفس لدى الشخص.

الجانب السلبي لاستخدام كلاب الكشف هو أن تدريب الكلب على الأداء بهذه الطريقة قد يستغرق ستة أشهر، كما أن تطبيقه على نطاق واسع أمر باهظ التكلفة، ويستغرق وقتًا طويلاً.

بينما تستمر الأبحاث في توضيح القوى الخارقة التي لا تعد ولا تحصى لدى النحل، أظهرت هذه الدراسة بالذات أن اتساع تصنيف الرائحة والحد الأقصى لاكتشاف الغاز بتركيز منخفض للغاية هو ما يجعل الحواس البيولوجية لدى النحل فريدة بشكل ملحوظ  للتشخيص المبكر غير الجراحي للسرطان.