Ong mật có thể phát hiện ra mùi của ung thư phổi trong phòng thí nghiệm - thậm chí là mùi hơi thở nhẹ nhàng của bệnh nhân. Lấy cảm hứng từ khả năng khứu giác tuyệt vời của loài côn trùng này, các nhà khoa học đã nối não của những con ong sống với các điện cực, cho qua các mùi khác nhau dưới cặp râu của chúng, và sau đó ghi lại tín hiệu não.

Theo Debajit Saha, nhà nghiên cứu thần kinh học tại Đại học Michigan State ở East Lansing, cho biết, những mùi hương khác nhau kích thích các mô hình hoạt động não dễ nhận biết, giống như một dấu vân tay thần kinh đặc trưng cho từng loại mùi. Saha và các cộng sự báo cáo kết quả nghiên cứu vào tháng 6/2024 trên tạp chí Biosensors and Bioelectronics rằng, một ngày nào đó, các bác sĩ có thể sử dụng ong mật như những cảm biến sống trong các phòng khám ung thư để phát hiện sớm bệnh tật.

Mặc dù hiện nay đã có các thiết bị cảm biến mùi điện tử (e-noses) và các thiết bị cơ khí khác để phát hiện mùi, nhưng chúng không thể vượt qua được khả năng tinh vi của loài ong. "Sinh học có khả năng phân biệt giữa những hỗn hợp mùi cực kỳ giống nhau, điều mà không một cảm biến kỹ thuật nào làm được," Saha nói.

Mùi hương là một phần quan trọng trong cách giao tiếp của nhiều loài côn trùng, theo Flora Gouzerh, nhà sinh thái học hóa học tại Viện Nghiên cứu Phát triển Bền vững Quốc gia Pháp ở Montpellier. Đối với chúng, "đó là một ngôn ngữ". Ý tưởng cho rằng động vật có thể phát hiện bệnh qua mùi không phải là điều mới mẻ; bác sĩ đã báo cáo trường hợp một loài chó border collie và Doberman phát hiện ra bệnh ung thư hắc tố (melanoma) của chủ nhân vào năm 1989. Gần đây, các nhà khoa học đã chứng minh rằng chó có thể phát hiện COVID-19 thông qua việc ngửi mồ hôi của người bệnh. Gouzerh cho biết, có lẽ nhiều loài côn trùng cũng có khả năng phát hiện bệnh. Ví dụ, kiến có thể được huấn luyện để nhận ra mùi của các tế bào ung thư được nuôi trong đĩa thí nghiệm. Tuy nhiên, cho đến nay, khả năng phát hiện bệnh của ong vẫn chưa rõ ràng.

Bằng cách kết nối trực tiếp với các tế bào thần kinh của côn trùng, các nhà khoa học có thể bỏ qua việc huấn luyện hành vi. Thay vì mất hàng tuần để dạy cho một con chó ngồi khi ngửi thấy mùi nghi ngờ, nhóm nghiên cứu có thể nhận được câu trả lời trực tiếp từ não bộ của con ong.

Các con ong mật được cố định trong các bộ harness (dây đai) in 3D và sáp ong trong khi các nhà nghiên cứu thực hiện phẫu thuật não để gắn dây vào vùng não xử lý mùi. Một thiết bị phun hơi đưa mùi vào cặp râu của ong, giống như một nhân viên bán hàng phun nước hoa tại quầy. Mỗi lần phun có thể chứa một loạt các mùi lẫn vào nhau, chẳng hạn như mùi thở của người khỏe mạnh. Một hỗn hợp khác mô phỏng mùi của hơi thở người mắc ung thư phổi, chứa các mùi đặc trưng mà mũi người không thể phát hiện được. Dựa trên tín hiệu điện được ghi lại từ não của những con ong, các nhà nghiên cứu có thể phân biệt giữa hai loại hơi thở nhân tạo ít nhất 93% thời gian.

Trong một thí nghiệm khác, nhóm nghiên cứu của Saha đã thu thập không khí tồn tại trên các tế bào phổi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Những con ong có thể phân biệt chính xác giữa mẫu không khí lấy gần các tế bào khỏe mạnh và mẫu không khí lấy gần hai loại tế bào ung thư phổi: ung thư phổi tế bào nhỏ và ung thư phổi tế bào không nhỏ.

Nghiên cứu tiếp theo trong phòng thí nghiệm của Saha cũng đã phát hiện rằng khả năng ngửi của ong còn có thể phát hiện các mùi dấu vết khác, như các hợp chất perfluoroalkyl và polyfluoroalkyl (PFAS), hay còn gọi là hóa chất "vĩnh cửu." "Điều này thực sự làm tôi ngạc nhiên," Saha nói. "PFAS trong môi trường rất khó phát hiện."

Nhóm nghiên cứu của Saha hy vọng sẽ sử dụng cảm biến mùi từ não ong mật để thử nghiệm hơi thở của các bệnh nhân ung thư thực tế. Điểm yếu lớn nhất của thiết bị này là nó chỉ hoạt động trong vài giờ trước khi sức khỏe não bộ của ong suy giảm và phản ứng trở nên không ổn định. Tuy nhiên, nó hoạt động nhanh chóng và đưa ra kết quả trong thời gian thực. Với chỉ một bộ não ong, nhóm nghiên cứu có thể xử lý hơn 100 mẫu. Saha cho rằng nghiên cứu này sẽ mở ra cánh cửa cho các công nghệ phát hiện bệnh dựa trên sinh học và mùi trong tương lai. Về lâu dài, nhóm của ông dự định phát triển một xét nghiệm không xâm lấn, chỉ cần bệnh nhân thở vào một thiết bị, và cảm biến dựa trên não ong sẽ phân tích hơi thở và gửi báo cáo không dây trong thời gian thực nếu có các hóa chất ung thư trong đó.

P.A.T (NASATI), theo https://www.sciencenews.org/, 11/2024