Hackean el cerebro de una langosta para detectar el cáncer

Hackean el cerebro de una langosta para detectar el cáncer

Los cerebros de langostas cyborg pueden ayudar a detectar los signos reveladores de cáncer humano en el laboratorio, según ha demostrado un nuevo estudio. El equipo detrás del trabajo espera que algún día pueda conducir a una prueba de aliento basada en insectos que podría usarse en la detección del cáncer, o inspirar una versión artificial que funcione de la misma manera.

A otros animales se les ha enseñado a detectar señales de que los humanos están enfermos. Por ejemplo, se puede entrenar a los perros para que detecten cuándo empiezan a bajar los niveles de azúcar en la sangre de sus dueños, o si desarrollan cáncer, tuberculosis o incluso covid.

En todos los casos, se cree que los animales detectan sustancias químicas que las personas emiten a través del olor corporal o la respiración. La combinación de sustancias químicas puede variar según el metabolismo de una persona, que se cree que cambia cuando nos enfermamos. Pero los perros son caros de entrenar y cuidar. Y hacer un dispositivo que imite la nariz de un perro ha resultado extremadamente difícil, dice Debajit Saha, uno de los científicos detrás del último trabajo, que aún no ha sido revisado por pares.

"Estos cambios son casi en partes por billón", dice Saha, ingeniera neuronal de la Universidad Estatal de Michigan. Esto hace que sean difíciles de detectar incluso con tecnologías de última generación, añade. Pero los animales han evolucionado para interpretar cambios tan sutiles en los olores. Así que él y sus colegas decidieron "secuestrar" el cerebro de un animal.

vista de cabeza de langosta estabilizada

CORTESÍA DE LOS INVESTIGADORES

Los investigadores optaron por trabajar con langostas porque estos insectos han sido bien estudiados en los últimos años. En una configuración preliminar, expusieron quirúrgicamente el cerebro de una langosta viva. Saha y sus colegas luego insertaron electrodos en los lóbulos del cerebro que reciben señales de las antenas de los insectos, que utilizan para detectar olores.

El equipo también cultivó tres tipos diferentes de células cancerosas orales humanas, así como células bucales humanas que no tenían cáncer. Usaron un dispositivo para capturar el gas emitido por cada uno de los tipos de células y enviaron cada uno de ellos a las antenas de las langostas.

Los cerebros de las langostas respondieron a cada uno de los tipos de células de manera diferente. Los patrones de actividad eléctrica registrados fueron tan distintos que cuando el equipo sopló el gas de un tipo de célula en las antenas, pudieron identificar correctamente si las células eran cancerosas solo con la grabación.

Es la primera vez que se prueba el cerebro de un insecto vivo como herramienta para detectar el cáncer, dice Saha.

Natalie Plank, que está desarrollando sensores de salud basados en nanomateriales en la Universidad Victoria de Wellington en Nueva Zelanda, piensa que el trabajo es "super genial". está en riesgo de cáncer… es realmente poderoso†, dice.

En el experimento, el equipo tomó grabaciones cerebrales de varias langostas y combinó sus respuestas. Actualmente se necesitan grabaciones de 40 neuronas para obtener una señal clara, lo que significa que el sistema requiere entre seis y 10 cerebros de langosta. Pero Saha espera usar electrodos que puedan grabar desde más neuronas, lo que le permitiría obtener grabaciones del cerebro de una sola langosta. También espera poder usar el cerebro y las antenas en un dispositivo portátil, que luego podría probarse en personas reales.

James Covington, un ingeniero que desarrolla sensores en la Universidad de Warwick en el Reino Unido, no está convencido de que un dispositivo de este tipo se utilice alguna vez en clínicas de cáncer. "Científicamente, es muy interesante", dice. “Pero hay tantos desafíos para obtener algo aprobado para la detección del cáncer”.

Otra pregunta es si la gente se sentirá cómoda usando insectos de esta manera. Las abejas que están entrenadas para detectar explosivos, por ejemplo, tienden a ser liberadas después, señala Covington. “Las abejas vuelven a tener una buena vida†, dice. "Pero para estas langostas, es una especie de trato único".

Saha dice que las langostas no sienten dolor, por lo que no necesitan anestesia. Pero algunas investigaciones sugieren que los insectos pueden sentir y evitar cosas que podríamos considerar "dolorosas" y podrían desarrollar una sensibilidad duradera después de una lesión, similar al dolor crónico. "El insecto está muerto en términos de su función corporal", dice Saha. "Solo estamos manteniendo vivo su cerebro".

Si el equipo puede averiguar qué receptores en las antenas de los insectos son los más importantes para detectar el cáncer, podrían crear versiones en el laboratorio y usarlas en su lugar, dice Plank. En su propia investigación, utiliza proteínas fabricadas en laboratorio que imitan los receptores de las moscas de la fruta. "A largo plazo, hay diferentes maneras en que podría convertirse en una técnica de detección masiva", dice ella.