꿀벌과 개:  미시간 주립 대학의 연구자들은 최근   꿀벌이 예민한 후각을 가지고 있어 환자의 숨에서 폐암을 냄새로 알아낼 수 있다는 것을 발견했습니다

. "우리의 세계는 시각적입니다. 곤충의 세계는 모두 후각에 기반을 두고 있기 때문에 그들의 후각은 매우, 매우 뛰어납니다." 지난달 이 발견에 대한 연구를 발표한 팀에 참여했던 미시간 주립 대학의 생물의학 공학 조교수인 데바짓 사하는 말합니다.

"우리 몸 안에서 어떤 암이 자랄 때 우리의 호흡이 실제로 변한다는 것을 보여주는 연구가 꽤 많습니다. 저희 연구에 따르면 꿀벌은 그 세포의 냄새를 기반으로 폐암과 다른 질병을 감지할 수 있습니다."

사하와 그의 팀은 꿀벌을 활용하여 뇌에 전극을 부착했습니다. 그런 다음 곤충은 폐암 환자의 호흡을 모방한 합성 화합물에 노출되었습니다. 93%의 경우 꿀벌은 암 호흡과 건강한 사람의 인공 호흡을 구별할 수 있었습니다. 꿀벌은 또한 다양한 유형의 폐암을 구별할 수 있었습니다.

실험실에서 3D로 인쇄한 하네스에 파란색 왁스로 고정된 벌이 곤충이 암을 감지할 수 있는지 알아보기 위해 실시한 연구. (사하 연구소 제공) 출처: 사하 연구소

이 발견은 폐암, 유방암, 두경부암, 대장암을 포함한 많은 암의 조기 발견에 영향을 미칠 수 있습니다.

"우리는 호흡 기반 암 진단이 게임 체인저가 될 수 있다고 생각합니다."라고 Saha는 말합니다. "그 이유는 많은 경우 종양이 이미 꽤 커졌을 때 암을 늦게 발견하기 때문입니다. 하지만 일반적으로 암이 신체에서 자라기 시작하면 호흡 시그니처가 훨씬 일찍 변하기 시작합니다."

그는 환자가 숨을 쉴 수 있는 꿀벌 뇌에 전극을 이식하는 휴대용 시스템을 개발하고자 합니다. 뇌와 공학이 결합된 이 사이보그 센서는 실시간으로 검사 결과를 제공합니다.

"바라건대, 다음 5년 안에 이 곤충 뇌 디스크 센서를 사용하여 인간을 진단할 수 있다는 것을 보여줄 무언가를 갖게 될 것입니다." 사하가 말했다.

동물을 사용하여 암을 감지하는 것은 새로운 개념이 아니다. 펜실베이니아 대학교의 펜 수의학 작업견 센터에서 연구자들은 개에게 특정 암 냄새를 인식하도록 훈련하고 있다.

펜 수의학 작업견 센터의 전무 이사인 신디 오토는 "다른 많은 동물도 매우 강렬하고 유능한 후각을 가지고 있습니다."라고 말한다. "하지만 개를 그렇게 훌륭하게 만드는 요인 중 하나는 인간과 협력하여 그 정보를 전달한다는 것입니다."

펜실베이니아 대학교의 펜 베트 워킹 도그 센터에서 훈련 중인 암 탐지견. (펜 베트 워킹 도그 센터 제공)

영어: 개들은 가족과 함께 사는 보호 프로그램에 있으며 매일 "일"을 하러 데려갑니다. 센터의 박사후 연구원인 클라라 윌슨에 따르면 모든 개가 일을 할 수 있는 것은 아닙니다.

"개가 이런 종류의 일에 관심이 없다면 우리는 꽤 빨리 알아냅니다. 그리고 개가 이렇게 하기를 원하게 만들 수는 없습니다. 왜냐하면 그들은 당신에게 고품질의 답변을 하지 않을 것이기 때문입니다." 윌슨이 말합니다. "그들은 참여하기 위해 그것을 좋아해야 합니다. 그래서 그것은 그들에게 정말 재미있는 게임입니다."

암을 냄새 맡는 것은 동물에게는 게임일 수 있지만, 연구자들은 동물이 기계보다 암을 더 잘 감지한다는 것을 발견하고 있습니다. 개의 후각은 인간보다 10,000~100,000배 더 예민합니다.

센터의 또 다른 박사후 연구원인 암리타 말리카준은 "이 개들이 컴퓨터보다 더 뛰어난 이유는 무엇입니까?"라고 말합니다. "그들의 성공의 일부는 우리가 현재 시장에 출시한 어떤 제품과 비교해도 냄새 분자를 감지하는 뛰어난 민감성 때문입니다."

Penn Vet Working Dog Center의 암 탐지견이 스테인리스 스틸 휠에서 샘플을 냄새 맡고 있습니다. (Penn Vet Working Dog Center 제공)

연구자들은 기술 개발을 강화하기 위해 암 냄새의 특성을 계속 분리하고 궁극적으로 개의 암 냄새 맡는 능력을 복제하는 전자코를 만들어 암을 더 일찍 감지할 수 있기를 바라고 있습니다.

오토는 "이것이 최종 목표는 아니지만 암뿐만 아니라 다른 많은 질병을 진단하는 전반적인 접근 방식을 발전시킬 것이라고 생각합니다."라고 말합니다.

"역사를 거슬러 올라가면 그리스인과 로마인을 떠올릴 수 있습니다. 당시 의사들은 냄새를 진단 도구의 일부로 사용했고, 저는 현대인으로서 우리는 그런 것을 버렸다고 생각합니다. 저는 우리가 그것을 정말로 활용하고 인간뿐만 아니라 개와 다른 종의 건강도 증진할 수 있다고 생각합니다." VOA/SP