Alcuni insetti, come le api, hanno un senso dell'olfatto così acutamente sensibile che riescono a individuare i più deboli odori in una stanza, anche se sono composti da poche molecole. Ma gli scienziati sono particolarmente incuriositi dal fatto che questi insetti possono persino insegnare a rilevare varie sostanze chimiche, dalle metanfetamine agli ingredienti degli esplosivi. Hanno anche dimostrato di diagnosticare efficacemente malattie come la tubercolosi e il diabete.
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La designer di prodotti britannica Susana Soares ha creato un modo semplice ed elegante per sfruttare le api per lo screening di una serie di malattie, tra cui tumori, come i tumori del polmone e delle ovaie. Il suo apparato di vetro, chiamato "Bee's", presenta una grande camera e una più piccola camera collegata alloggiata al suo interno. Dopo aver addestrato le api ad associare un odore chimico specifico a una ricompensa alimentare, come lo zucchero, gli insetti vengono rilasciati nel dispositivo diagnostico attraverso un'apertura. I pazienti semplicemente soffiano nello scompartimento più piccolo e aspettano di vedere se uno sciame si raduna verso qualcosa di allarmante nel respiro della persona.
Il progetto, parte della tesi del suo master presso il Royal College of Art di Londra, è iniziato nel 2007 quando Soares ha scoperto la ricerca sulle api e le loro fenomenali capacità olfattive. Dopo aver parlato con i ricercatori sul campo, ha appreso che alcune malattie, come il cancro ai polmoni, alterano notevolmente la composizione dei fluidi corporei, producendo composti odorosi che si manifestano nelle urine e talvolta nel sangue. Alcuni investigatori hanno persino sperimentato vari metodi sensoriali per adattarsi a questi "biomarcatori". A Filadelfia, ad esempio, gli scienziati hanno addestrato i topi a identificare l'odore del cancro del polmone. I cani addestrati sono stati usati anche per fiutare il carcinoma ovarico. Altri si sono concentrati sulla replica di queste capacità animali nei dispositivi elettronici del naso che sono calibrati per raccogliere questi biomarcatori non rilevabili dal naso umano.
Gli insetti offrono vantaggi chiave rispetto ai mammiferi e all'elettronica, tuttavia, a causa delle loro antenne. Ad esempio, i dispositivi elettronici per il naso hanno difficoltà a rilevare un odore in condizioni più complicate, come quando c'è una maggiore miscela di gas, come si trova nel respiro umano. E gli studi hanno rivelato che i cani sniffer identificano correttamente gli odori solo circa il 71 percento delle volte, pur richiedendo almeno tre mesi di addestramento. Le api, al contrario, hanno raggiunto un tasso di precisione del 98 percento e possono essere addestrate in circa 10 minuti.
Nello sviluppo di "Bee's", il nativo portoghese aveva bisogno di qualcosa che consentisse all'utente di trasportare facilmente le api nello strumento e di risucchiarle in sicurezza usando un aspirapolvere. Il materiale di origine doveva anche essere abbastanza malleabile da modellarsi in un sistema con percorsi ben definiti che non ne ostacolassero il movimento. Alla fine ha optato per il vetro come materiale a causa della sua flessibilità e trasparenza. "Per conoscere i risultati di un test del respiro, dovresti vedere il comportamento degli insetti", dice. "Tutto riguarda il loro comportamento."
I prototipi sono stati sottoposti a test sul campo e, sebbene non abbia riscontrato alcun caso di cancro, è emerso un caso di diabete che è stato successivamente confermato. È improbabile, tuttavia, che il concetto equivalga a qualcosa di diverso da una curiosità espositiva. Sebbene ci sia stato un breve periodo in cui si è sentita abbastanza ambiziosa da contattare i potenziali collaboratori, il processo si è rivelato così dispendioso in termini di tempo e infruttuoso che alla fine ha rinunciato. Le uniche organizzazioni che sembravano anche lontanamente interessate alla sua idea erano una manciata di organizzazioni benefiche. Quindi, per ora, "Bee's" esiste come uno di quegli esercizi puramente accademici per mostrare, come dice lei, la "relazione simbiotica" che gli esseri umani hanno con la natura e come "la tecnologia e la scienza possono promuovere meglio queste relazioni".
"Penso che ci siano solo quattro laboratori al mondo che fanno ricerche sugli insetti per lo screening delle malattie, il che dimostra che questo approccio non va bene nel mondo occidentale", afferma Soares. "Le tecnologie mediche e sanitarie sono un grande business e la linea di fondo è che non vedono come qualcosa di simile può essere redditizio".
Glen C. Rains, professore di agraria all'Università della Georgia, concorda ampiamente, sebbene aggiunga che ci sono problemi più complessi oltre all'economia. L'entomologo, così come l'apicoltore autorizzato, ha affrontato numerose sfide durante lo sviluppo di un dispositivo simile chiamato Wasp Hound, che utilizza un lotto di cinque vespe per rilevare la presenza di cimici. Il sistema di Rains è un po 'più elaborato in quanto utilizza una telecamera per registrare il comportamento delle vespe. I dati vengono quindi immessi nel software che analizza questi movimenti per determinare se i bug hanno effettivamente rilevato questi ospiti indesiderati. Dopo oltre un decennio di sviluppo, Rains ha stretto una partnership con Bennett Aerospace, una società di ingegneria, per perfezionare la tecnologia per applicazioni reali su larga scala.
"L'intera nozione è sicuramente qualcosa che la gente trova affascinante", afferma. "Ma una volta capito come funzionerebbe o come faranno soldi, non c'è modello per come sarebbe fatto."
Mentre esiste un mercato collaudato per le tecnologie elettroniche, Rains sottolinea che i sistemi di screening delle malattie basati sugli insetti richiedono un'infrastruttura separata che gli attori del settore non si sono preoccupati di riflettere. Le strutture, ad esempio, avrebbero bisogno di un modo per ottenere in modo efficiente campioni di odore per l'addestramento e, ovviamente, un apicoltore sul posto in grado di gestire e addestrare gli insetti. Dopo alcuni risultati positivi, la volontà degli insetti di ronzare verso la sostanza chimica inizia a diminuire in modo significativo, poiché iniziano a capire che una ricompensa zuccherata non li attende più dall'altra parte. Pertanto, in un ambiente di laboratorio, i bug avrebbero bisogno di una riqualificazione costante durante il giorno. Ma ciò che è incoraggiante, aggiunge, è che l'arruolamento di bug a fini clinici non ha precedenti, con l'uso di larve e liscivie per pulire le ferite essendo una pratica medica ben accettata.
Nonostante queste sfide, Soares ha lasciato almeno la porta sul retro aperta a tale possibilità, se qualcuno con le risorse giuste è disposto a correre un rischio. "Ha il potenziale per salvare così tante vite", afferma. "Può anche essere un concetto open source, quindi per chiunque sia interessato, sarei felice di parlare".
