Mieren beschikken over een uitstekend reukvermogen. Zo goed zelfs, dat ze – na een korte training – slechts een druppel urine nodig hebben om kanker op te sporen.
Kanker is wereldwijd één van de belangrijkste doodsoorzaken. In 2020 kregen er in totaal 19 miljoen mensen de diagnose. En in datzelfde jaar overleden er 10 miljoen mensen aan de gevolgen van de slopende ziekte. Een belangrijke manier om de overlevingskans te vergroten, is door de diagnosemethoden te verbeteren. Hoe eerder de tumor namelijk wordt opgemerkt, hoe groter de kans op herstel. Een veelbelovende methode om kanker eerder aan het licht te brengen, is door gebruik te maken van de sterke reukzin van dieren. En dan hebben we het niet alleen over honden. Want ook de mier – ja, echt – kan worden getraind om kanker op te sporen.
Het uitstekende reukvermogen van de mier
Je zou het misschien niet direct denken, maar mieren kunnen uitzonderlijk goed ‘ruiken’. Dit doen ze niet met een neus, maar met behulp van voelsprieten op hun hoofd. Hun reukvermogen is zelfs een stuk geavanceerder dan die van andere insecten. Zo beschikt de mier over vier tot vijf keer meer geurreceptoren. Waarschijnlijk stellen die extra receptoren de mieren in staat om heel ingewikkelde sociale samenlevingen te vormen. “We weten al langer dan mieren een zeer verfijnd reukvermogen hebben,” vertelt onderzoeker Baptiste Piqueret in gesprek met Scientias.nl. “Maar het verrassende is dat ze nu zelfs menselijke kankers kunnen ruiken – een geur die ze toch niet vaak in het wild tegenkomen.”
Geur
De onderzoeker trekt die conclusie na veelbelovende experimenten met grauwzwarte renmieren (Formica fusca). In de studie leerden de onderzoekers de mieren eerst om de ‘geur’ van kankercellen te associëren met een beloning. “We gaven de mieren een lekkere suikeroplossing en plaatsten de te leren geur ernaast,” legt Piqueret uit. “Terwijl ze de oplossing drinken, zullen ze begrijpen dat de geur kan worden gebruikt als voorspeller voor het voedsel. Als de mieren deze beloning opnieuw willen, zullen ze de geur moeten volgen. Hetzelfde gebeurt overigens als je over straat loopt en je de heerlijke walm van verse croissants uit een Franse bakkerij ruikt. Als je honger hebt, ga je de bakkerij binnen. Je hebt geleerd dat de geur van croissants voedsel betekent.”
Muizenurine
De mieren blijken opmerkelijk snel te kunnen leren. Het duurde slechts drie trainingsrondes – ongeveer 10 minuten! – voordat ze het trucje door hadden. “Dit betekent dat mieren dus bijzonder snel kunnen worden getraind,” zegt Piqueret. Vervolgens brachten de onderzoekers muizen binnen, waarvan sommige waren geïnfecteerd met menselijke borstkankercellen. Het team schotelde de mieren urine voor, afkomstig van zowel zieke, als gezonde muizen. De mieren brachten vervolgens 20 procent meer tijd door bij de urine van de zieke muizen, zonder de aanwezige suiker. Dit suggereert dat de mieren onderscheid konden maken tussen de twee geuren en rond de urine van de zieke muizen bleven hangen, in de hoop een beloning te vinden.
Er bestaan belangrijke verschillen tussen kankercellen en gezonde cellen. Zo vormen kankercellen terwijl ze groeien bijvoorbeeld verschillende chemische verbindingen. Kankercellen hebben dus een karakteristieke ‘geur’ die ontstaat door een unieke mix van zogenoemde Volatile Organic Compounds (VOCs). Een cel is eigenlijk een klein fabriekje dat voedingsstoffen consumeert en stoffen uitstoot. Die voedingsstoffen en uitstoot hebben een organische oorsprong en zijn klein genoeg om bij kamertemperatuur te vervliegen, daarom worden ze ook wel Volatile Organic Compounds (vluchtige organische stoffen, red.) genoemd. Kankercellen zijn zieke cellen met een gewijzigde stofwisseling. En daarom produceren ze – in vergelijking met gezonde cellen – een ander en uniek patroon van VOCs.
De mieren bleken zowel grote, als kleine tumoren in de muizenurine te kunnen detecteren. “De resultaten zijn veelbelovend,” zegt Piqueret. “Vooral omdat de mieren zo snel kunnen leren en ze niet duur zijn om te houden.” Het betekent dat de mierenmethode mogelijk een snelle, efficiënte, niet-invasieve én goedkope manier is om kanker bij mensen op te sporen.
Een druppel urine
Wie nu bang is een horde mieren in de spreekkamer van de oncoloog tegen te komen: wees gerust. “Mieren hebben enkel een druppel urine nodig,” legt Piqueret uit. “Er zullen dus echt geen mieren over je heen kruipen om te ruiken of je een tumor hebt.”
Vroege detectie
De onderzoeker hoopt dat mieren eraan kunnen bijdragen dat de diagnose kanker al in een eerder stadium worden gesteld. Iets dat veel levens kan redden. Wanneer de ziekte in het eerste stadium wordt opgemerkt, hebben patiënten namelijk een overlevingskans van 80 tot 90 procent. Als de diagnose pas in stadium vier wordt gesteld, daalt de overlevingskans naar 10 tot 20 procent.
Jaren
De resultaten uit de studie zijn in ieder geval hoopgevend. Al is er nog een lange weg te gaan voordat mieren daadwerkelijk ingezet worden om kankerdiagnoses te stellen. “De volgende stap is om te testen of mieren tevens raad weten met menselijke urine,” aldus Piqueret. “We zullen dit verder moeten bestuderen. En dat kan jaren duren. Maar als straks blijkt dat mieren tevens kankercellen in menselijke urine kunnen herkennen, zouden ze een zeer goed middel zijn om kanker vroegtijdig op te sporen.”
Honden
Het is niet voor het eerst dat onderzoekers dieren inzetten om kankercellen aan het licht te brengen. Zo werd tijdens eerdere studies al aangetoond dat honden dit ook kunnen. De hondenneus is heel geschikt voor medische diagnoses en honden worden dan ook gebruikt om kankerspecifieke VOCs op te sporen. Maar het trainen van honden is duur en tijdrovend. Met name de conditioneringsfase kan maanden duren en er zijn honderden proeven nodig alvorens een hond operationeel is. Daarom zijn mieren mogelijk een goed alternatief.
Overigens beschikken er meer insecten over het bijzondere vermogen om kanker te kunnen ruiken. Sprinkhanen blijken namelijk ook onderscheid te kunnen maken tussen kankercellen en gezonde cellen, zo wees een eerdere studie uit. En dus is een toekomst waarin insecten – of apparaten die de sensorische neuronen van insecten nabootsen – meehelpen om kanker behandelbaar te maken, zeker denkbaar. “Alleen de tijd zal het leren,” besluit Piqueret.
