В начале мая несколько объединений ученых из Франции, Великобритании и США объявили, что планируют научить собак обнаруживать зараженных COVID-19 — причем как людей с симптомами заболевания, так и бессимптомных носителей. По прогнозам, животные смогут проверять наличие коронавируса в крови 250 человек в час — это намного эффективнее, чем с помощью традиционного тестирования. Идея звучит фантастически, однако по всему миру медики уже используют собак для обнаружения ряда смертельных заболеваний. «Хайтек» рассказывает, какие болезни собаки умеют определять уже сейчас и как их планируют научить искать больных коронавирусом.
Какие заболевания умеют определять собаки?
Впервые ученые заметили, что собаки способны определять наличие той или иной болезни у человека по запаху, в 1980-х годах. Тогда ученые выяснили, что животные способны найти несколько видов рака у человека после того, как понюхают образец пораженной злокачественной опухолью ткани.
Исследователи считают, что в основе этой способности лежат так называемые летучие органические соединения (ЛОС), которые выделяют клетки. Они придают здоровым и больным клеткам специфический запах, который способен различить нос собаки. Человек не чувствует его, поскольку в его носу находится всего 5 млн рецепторов — по сравнению с 220 млн рецепторов в носу собаки.
Рак
В 2015 году итальянские исследователи объявили, что они обучили двух немецких овчарок обнаруживать химические вещества, которые образуются при раке простаты в моче пациента. Тестирование показало, что собаки правильно определяли, есть ли у конкретного человека заболевание, в 90% случаев. При этом стандартный анализ крови на ПСА (простатический специфический антиген) демонстрирует куда меньшую точность.
После этого ученые из больницы Милтон-Кинс приступили к исследованию, целью которого было определить, способны ли собаки с той же точностью выявлять заболевание в клинических условиях.
Национальная служба здравоохранения Великобритании также запустила программу обнаружения рака молочной железы по дыханию пациента. Целью проекта ученые называли поиск более эффективного и безопасного метода исследования на наличие этого заболевания: на сегодняшний день женщины могут проходить скрининг только раз в три года из-за высокого воздействия радиации. А в 2017 году сотрудники Института Кюри в Париже смогли научить собак с высокой точностью определять рак груди.
Малярия
Осенью 2018 года ученые из Американского общества тропической медицины и гигиены выяснили, что собаки после обучения способны обнаружить малярию в крови пациента, понюхав его одежду.
Исследователи попросили нескольких школьников из Гамбии надеть на ночь нейлоновые носки и сдать анализ крови. После того, как с помощью анализа ученые установили носителей малярии, носки были заморожены и отправлены в Великобританию, где двух лабрадоров в течение нескольких месяцев обучали распознавать наличие заболевания на основе различных запахов от предметов одежды. Исследование показало, что животные способны обнаружить малярию, даже если ее носитель болеет без симптомов.
Диабет и болезнь Паркинсона
В отличие от других заболеваний, в случае с диабетом собаки уже доказали свою эффективность в его обнаружении — точнее, опасного высокого или низкого уровня сахара в крови пациентов с подтвержденным заболеванием. Исследование, проведенное благотворительной организацией Hypo Hounds в сотрудничестве с учеными, показало, что собаки определяют изменения уровня сахара по запаху дыхания или пота хозяина быстрее, чем мониторы глюкозы.
С диагностикой болезни Паркинсона дело обстоит сложнее — ученые пока только пытаются обучить собак обнаруживать развитие болезни в организме человека за несколько лет до появления симптомов.
Как это поможет в борьбе с COVID-19?
Ученые пытаются быстро научить собак искать коронавирус нового типа — в случае успеха это позволит снизить скорость распространения эпидемии за счет быстро выявления заболевших и их изоляции. Исследование, проведенное компанией Medical Detection Dogs, показало, что каждая собака может проводить скрининг до 250 человек в час на наличие COVID-19.
При этом животные могут быть обучены обнаружению запаха заболевания при концентрации вируса в крови человека, эквивалентной разведению одной чайной ложки сахара в двух бассейнах олимпийского размера.
Сейчас существует несколько инициатив по обучению собак идентификации вируса SARS-CoV-2. Одна из них, организованная учеными из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета, предполагает обучение восьми собак на образцах слюны и мочи, взятых у инфицированных пациентов. Затем они должны будут отличить образцы с высоким содержанием коронавируса нового типа от образцов здоровых пациентов.
Проект исследователей из Лондонской школы гигиены и тропической медицины и компании Medical Detection Dogs предполагает обучение шести лабрадоров на образцах, собранные у пациентов с коронавирусом в лондонских больницах.
«Наша предыдущая работа показала, что малярия имеет характерный запах, и специально обученные собаки способны точно обнаружить ее. Это в сочетании со знанием о том, что респираторные заболевания могут изменить запах тела, вселяет надежду, что собаки также могут обнаружить COVID-19. В случае успеха этот подход мог бы коренным образом изменить методику обнаружения вируса, что приведет к эффективной проверке большого количества людей», — рассказал The Guardian ведущий автор исследования профессор Джеймс Логан.
Разве COVID-19 не опасен для собак?
Несмотря на то, что в марте 2020 года в Гонконге был зафиксирован первый подтвержденный случай заражения домашней собаки коронавирусом нового типа, ученые считают, что COVID-19 не опасен для собак.
На основании ограниченной информации, доступной на сегодняшний день, считается, что риск распространения заболевания от животных людям является низким — при этом предварительно доказано, что COVID-19 может быть передан от людей животным.
Исследования показали, что кошки, в отличие от собак, болеют коронавирусом нового типа — и даже способны передавать его внутри популяции. При этом после того, как врачи в Гонконге обнаружили COVID-19 у домашней собаки, не было подтверждено ни одного случая заражения.
Читайте также:
— Ученые создали резину, которая может самостоятельно восстанавливаться
— Ученые создали эффективную систему передачи энергии на расстоянии