Фото Serenity Strull/BBC/Getty Images
Мы выделяем целый фонтан химикатов с разными запахами через поры кожи и во время дыхания. Некоторые из них могут сигнализировать о том, что мы больны, и их можно использовать для диагностики заболеваний – иногда даже за несколько лет до появления симптомов.
Это, конечно, нонсенс – именно так отреагировала химик Пердита Барран, когда коллега рассказала ей о шотландской женщине, которая утверждала, что она может чувствовать запах болезни Паркинсона.
«Она, вероятно, просто пахнет пожилыми людьми, распознает симптомы Паркинсона и создает некоторые ассоциации», – вспоминает тогда Барран.
Эта женщина, 74-летняя медсестра на пенсии по имени Джой Милн, обратилась к Тило Кунате, неврологу из Эдинбургского университета, во время мероприятия, на котором он выступал в 2012 году.
Милн сказал Кунате, что впервые более того, она идентифицировала еще одного человека, у которого была диагностирована болезнь Паркинсона менее чем через год.
«Это было действительно потрясающе», – говорит Барран. «Она предсказала болезнь, как и со своим мужем».
В 2015 году новости о ее удивительных способностях попали в заголовки газет по всему миру.
История Милна не так невероятна, как можно себе представить. Тела людей издают разнообразные запахи. Новый запах может указывать на то, что в организме что-то изменилось или пошло не так.
В настоящее время ученые работают над методиками системного обнаружения пахучих биомаркеров, которые могут ускорить диагностику ряда заболеваний – от болезни Паркинсона и черепно-мозговых травм до рака. Ключ к их обнаружению может быть буквально у нас под носом.
Фото Серенити Стралл/BBC/Getty Images
Меня просто пугает: люди обнаруживать те биохимические сигналы, которые появляютсяна ранних стадиях заболевания.
Как оказалось, Джой Милн была одной из немногих. У нее наследственная гиперосмия – это означает, что ее обоняние гораздо более чувствительно, чем у обычного человека – своего рода «супернюх».
Существуют заболевания, которые выделяют характерный запах, настолько сильный, что большинство людей могут его почувствовать. Например, дыхание или кожа людей с диабетом во время гипогликемического эпизода могут иметь фруктовый или «запах гнилого яблока» из-за накопления в крови кислотных соединений с фруктовым запахом, называемых кетонами. Они образуются, когда организм метаболизирует жир вместо глюкозы.
Люди с заболеваниями печени могут выделять затхлый или сернистый запах при дыхании или моче, и если ваше дыхание пахнет аммиаком или имеет «рыбный» или вы являетесь заболеванием в образцах мочи с точностью 99%. Собак также обучали обнаруживать ранние признаки болезни Паркинсона, диабета, приближающихся эпилептических припадков и малярии только по запаху.
Но не все собаки способны стать детекторами заболеваний, и для обучения способных требуется время. Некоторые ученые считают, что невероятные обонятельные способности собак, а также таких людей, как Милн, могут быть воспроизведены в лаборатории, возможно, путем создания простого тампона, который можно отправить на тестирование.
Барран, например, использует газовую хроматографию и масс-спектрометрию для анализа кожного сала (масла, вырабатываемого на коже) пациентов с болезнью Паркинсона. Газовая хроматография разделяет соединения, а масс-спектрометрия взвешивает их, чтобы определить точную природу присутствующих молекул. Пищевая и парфюмерная промышленность уже боевые – гиппуровая кислота, эйкозан и октодеканалы. Это логично, потому что предыдущие исследования показывают, что аномальный метаболизм липидов является отличительной чертой болезни Паркинсона.
«Мы обнаружили, что способность клеток транспортировать длинноцепочечные жирные кислоты в митохондрии нарушается у людей с болезнью Паркинсона», – говорит Барран. «Мы знаем, что больше этих липидов циркулирует в организме этих людей, и некоторые из них секретируются через кожу, и это то, что мы измеряем».
В настоящее время команда разрабатывает простой тест на мазок кожи, который может обнаружить болезнь Паркинсона на ранних стадиях. Врачи общей практики обычно направляют людей с симптомами дрожи к неврологу, который ставит диагноз. Это может занять годы.
Мы стремимся иметь очень быстрый, неинвазивный тест, который будет эффективно сортировать людей, чтобы они )Это изменение метаболизма проявляется в распределении метаболитов в разных частях вашего тела, – добавляет он.
Другими словами, наличие заболевания может изменять вырабатываемые ЛОС, изменяя запах тела.
Фото Serenity Strull/BBC/Getty Images
Мы исследовали ряд вирусных и бактериальных инфекций, а также рак поджелудочной железы и бешенство, – говорит Кимбал. – Я бы сказал, что по сравнению с нормальным состоянием здоровья очень редко мы не можем отличить здоровое состояние от того, что изучаем. Это довольно типичный результат .
Но важно отметить, что многие изменения в летучих органических соединениях (ЛОС), связанные с этими заболеваниями, слишком тонки для восприятия людьми, поэтому собаки или медицинские устройства могут помочь диагностировать некоторые серьезные, но в остальном трудно диагностируемые заболевания у для поддержки выздоровления, – говорит Кимбал.
И для этого есть причина. Исследования показали, что кетоны могут служить альтернативным источником энергии после черепно-мозговой травмы и обладают нейропротекторными свойствами.
Запах тела также может сигнализировать о малярии. В 2018 году ученые обнаружили, что дети, инфицированные малярией, выделяют характерный запах через кожу, что делает их особенно привлекательными для комаров. Изучив образцы, взятые у 56 детей в западной Кении, команда обнаружила «фруктовый и травянистый» запах, который очень понравился комарам.
Дальнейший анализ этих образцов выявил присутствие альдегидов, в частности гептанала, октанала и нонанала, которые отвечают за уникальный запах. Это исследование может стать основой для нового теста на малярию. Теперь ученые надеются воссоздать этот запах и использовать его в качестве или создавать биокибернетические организмы, – добавляет он.
Фото Serenity Strull/BBC/Getty Images
Устройство RealNose.ai в настоящее время разрабатывается с использованием реальных обонятельных рецепторов человека – выращенных из стволовых клеток в лаборатории – и точно настроено на обнаружение мириад молекул запаха, связанных с раком предстательной железы. Затем искусственный интеллект ищет закономерности в активации рецепторов.
Недостаточно знать только компоненты того, что находится в образце , – говорит Мершин. – Ингредиенты торта мало что говорят о вкусе или запахе этого торта. Все происходит только после того, как ваши датчики взаимодействуют с летучими соединениями, и ваш мозг обрабатывает эту информацию и превращает ее в восприятие.
«Мы ищем закономерности сенсорной активации, которые ближе к тому, как мозг это делает», – добавляет Мершин.
Тим другие расстройства.
«Мы больше не используем его так часто для обнаружения запахов», – говорит Барран. «Она может обрабатывать максимум 10 образцов в день, и это очень эмоционально истощает. Ей 75 лет, поэтому она ценна для нас».
Однако, если метод Баррана сможет воспроизвести способность Джой обнаруживать болезнь Паркинсона на ранних стадиях, это будет замечательным наследием для Джой и ее мужа Лес.
Джой и Лес были людьми с медицинским образованием, поэтому они знали, что это наблюдение важно, – говорит Барран. – Но я думаю, что суть этой истории в том, что каждый должен быть уверен в своем здоровье, здоровье своего друга или семьи, наблюдать и действовать, если чувствует, что что-то не так .
