Des fourmis capables de sentir l’odeur du cancer

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Un spécimen de Formica fusca. | Paul Devienne, Laboratoire d'éthologie expérimentale et comparée de l'Université Sorbonne Paris Nord
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Après les chiens, ce sont les fourmis que des scientifiques ont entrepris de « dresser » à détecter le cancer. Après seulement quelques jours et un peu de sucre en guise de récompense, elles sont devenues aptes à sentir l’odeur des cellules cancéreuses.

Une équipe de chercheurs français est parvenue à prouver qu’une espèce de fourmi, Formica Fusca, peut être utilisée dans le domaine médical pour aider à détecter le cancer chez l’homme, simplement en le « sentant ». Un atout naturel, chez elle, puisqu’elle utilise déjà des sens olfactifs extrêmement fins dans l’accomplissement de ses tâches quotidiennes. Les scientifiques ont détaillé les résultats de leurs recherches dans un article publié dans la revue iScience.

« La détection des cancers est un enjeu majeur de santé publique, mais les méthodes disponibles actuellement, par exemple les IRM ou les mammographies, sont souvent chères et invasives, ce qui limite leur utilisation à grande échelle », peut-on lire dans un communiqué du CNRS au sujet de ces avancées. Parmi les possibilités de détection, il a été démontré que les cellules cancéreuses émettent des odeurs différentes des cellules saines, en raison de la différence dans les composés organiques volatils (COV) qu’elles dégagent. Les cellules saines et les cellules cancéreuses ont donc des « signatures olfactives » différentes. Chaque type de cancer a d’ailleurs également une signature différente. Ces signatures pourraient donc être utilisées comme biomarqueurs pour non seulement déceler la présence d’un cancer, mais aussi déterminer de quel type il s’agit.

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Différentes méthodes ont été testées pour détecter ces différences, dont des « nez artificiels ». Cependant, ces derniers se révèlent pour le moment moins performants que certains animaux. C’est bien pour cette raison que des scientifiques se sont beaucoup tournés vers eux pour étudier d’autres techniques de détection du cancer. « Des millions d’années d’évolution ont façonné les systèmes olfactifs finement réglés des animaux, qui détectent de petites concentrations d’odorants et ont la puissance de calcul pour faire la distinction entre des mélanges odorants complexes », explique l’équipe de recherche. Il a ainsi déjà été prouvé, par exemple, que les chiens font de bons candidats pour cette tâche ardue.

Des fourmis plus efficaces que les chiens ?

Cependant, dresser un chien à faire la distinction entre des cellules cancéreuses et des cellules saines reste long et complexe : « L’un des inconvénients de l’utilisation de chiens est que, malgré leur efficacité, ils sont lents à apprendre (quelques mois à un an) et nécessitent un protocole d’apprentissage intensif avant d’être prêts à discriminer les échantillons cancéreux d’un échantillon sain », soulignent ainsi les scientifiques dans leur publication. Prenant pour exemple une étude récente, ils montrent que pour atteindre un résultat d’une exactitude de 90.3%, il aura fallu entraîner deux chiens pendant 5 mois et faire 1531 tests de conditionnement pour 31 tests de mémoire effectifs.

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Utiliser des fourmis pour faire ce même travail présente de nombreux avantages, selon les scientifiques. Premièrement, elles apprennent bien plus rapidement : en seulement trois sessions de conditionnement, elles se sont révélées capables de faire la différence entre les cellules saines et cancéreuses. Le processus a donc pris seulement trois jours. De plus, il est possible d’entraîner de nombreuses fourmis en même temps, et leur acquisition comme leur entretien est moins onéreuse que dans le cas de chiens. En se basant sur d’autres études liées aux fourmis, les scientifiques estiment que celles-ci pourraient être capables d’effectuer jusqu’à neuf tests.

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(A) Schéma de l’arène expérimentale utilisée lors du conditionnement des fourmis. Une récompense a été placée au-dessus d’un tube avec le stimulus conditionné (CS). Les chercheurs ont enregistré le temps nécessaire à la fourmi pour trouver la récompense au cours de trois essais de conditionnement. (B) Pour les tests de mémoire, ils ont utilisé une configuration légèrement différente, où aucune récompense n’a été donnée, et deux odeurs étaient présentes (le CS et une nouvelle odeur, N). Le temps passé par la fourmi à proximité de chaque zone odorante (lignes pointillées) ainsi que de deux zones témoins non parfumées, a été enregistré. © Baptiste Piqueret et al.

Dans leurs premières expérimentations, les chercheurs ont procédé à des tests sur plusieurs dizaines de fourmis. Elles ont d’abord été introduites dans une boîte circulaire qui contenait des cellules cancéreuses et une solution à base de sucre. L’objectif était d’associer une « récompense » à la « bonne réponse ». Lorsque les fourmis ont ensuite été introduites dans une boîte avec deux échantillons, l’un de cellules saines, l’autre de cellules cancéreuses, elles se sont dirigées vers l’échantillon de cellules cancéreuses, permettant ainsi la détection avec succès. Le test s’est aussi révélé positif pour faire la distinction entre deux types de cancers différents.

De nombreuses recherches restent encore à faire avant de voir débarquer des bataillons de fourmis dans les laboratoires et hôpitaux. Les scientifiques ont en effet présenté des résultats préliminaires, mais doivent encore effectuer beaucoup d’essais supplémentaires. Ils soulignent également que des résultats similaires pourraient peut-être aussi être obtenus avec d’autres espèces de fourmis.

Source : iScience

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