Honigbienen, die oft für ihre unverzichtbare Rolle bei der Bestäubung anerkannt sind, könnten bald eine unerwartete Rolle im medizinischen Bereich übernehmen. Laborexperimente zeigen, dass Bienen Lungenkrebs anhand ihres ausgeprägten Geruchssinns erkennen können, wie Forscher im Fachmagazin berichten Biosensoren und Bioelektronik.
Die olfaktorischen Fähigkeiten von Honigbienen
Krankheitserkennende Tiere sind im medizinischen Bereich nichts Neues. Hunde können beispielsweise speziell darauf trainiert werden, Blutzuckerschwankungen bei Menschen mit Diabetes zu erkennen und sogar Krebs in Speichelproben zu riechen. Ameisen können auch darauf trainiert werden, Krebs im Urin zu erkennen.
Für diese neue Studie untersuchten die Forscher die Erkennungsfähigkeiten von Bienen, die eine kostengünstigere und einfacher zu pflegende Alternative zu Krebserkennungshunden darstellen könnten. Um diese Fähigkeit zu testen, führten die Forscher eine Reihe von Laborexperimenten durch.
Die Forscher machten die Bienen mit Wachs und 3D-gedruckten Kunststoffgeschirren bewegungsunfähig und befestigten dann Elektroden an dem Teil ihres Gehirns, der für die Verarbeitung von Gerüchen verantwortlich ist. Die Antennen der Bienen wurden dann verschiedenen Aerosolmischungen ausgesetzt: Eine ahmte Verbindungen nach, die im Atem von Lungenkrebspatienten vorkommen, und eine andere repräsentierte den Atem gesunder Menschen.
Vielversprechende Ergebnisse
Die Ergebnisse waren beeindruckend: Die elektrischen Signale, die das Bienengehirn als Reaktion auf Gerüche erzeugte, ermöglichten es den Forschern, in mindestens 93 % der Fälle die beiden Arten der künstlichen Beatmung zu unterscheiden.
Die Bienen könnten bereits bei sehr geringen Konzentrationen zwischen den beiden Arten synthetischen Atems unterscheiden, sagt Debajit Saha, Co-Autor der Studie und biomedizinischer Ingenieur an der Michigan State University. „Bienen können winzige Veränderungen in der chemischen Konzentration der Atemmischung in der Größenordnung von einigen Teilen pro Milliarde erkennen.“er addiert.
In einem zusätzlichen Experiment testeten die Forscher die Fähigkeit der Bienen, zwischen kleinzelligem Lungenkrebs, einer selteneren, sich aber schnell ausbreitenden Form der Krankheit, zu unterscheiden. Auch diesen Test haben die Bienen erfolgreich bestanden.
Perspektiven Zukunft
Das Team hofft, in Zukunft ähnliche Experimente mit dem echten Atem von Krebspatienten durchführen zu können. Diese vorläufigen Ergebnisse könnten zum Einsatz von Bienen als Diagnoseinstrument führen, was besonders für die Früherkennung von Lungenkrebs von Nutzen wäre, der weltweit häufigsten Todesursache durch Krebs, die im Jahr 2022 schätzungsweise 1,8 Millionen Todesfälle verursacht kann die Überlebenschancen der Patienten deutlich verbessern.
Obwohl technologische Fortschritte die Entwicklung elektronischer Geräte zur Erkennung chemischer Unterschiede ermöglichen, ist die Biologie nach Ansicht des Forschungsteams nach wie vor unübertroffen. „Die Biologie hat die Fähigkeit, zwischen sehr ähnlichen Gemischen zu unterscheiden, was kein technischer Sensor kann“, erklärt Saha. Darüber hinaus verschwinden Bienen aus dem ältesten Bienenhaus der Welt in Marokko.
