- Każdy żywy organizm, ludzki, zwierzęcy czy roślinny ma swój własny, indywidualny zapach, jego komórki wydzielają wonne substancje lotne - tłumaczy prof. Bogusław Buszewski, kierownik Katedry Chemii Środowiskowej i Bioanalityki toruńskiego UMK. - Jeśli nauczymy się odróżniać zapachy wydzielane przez komórki chore, rozpoznawać substancje, które za nie odpowiadają i powiążemy je z konkretnymi dolegliwościami, będziemy mogli wykrywać choroby już na bardzo wczesnym, wstępnym etapie, jeszcze zanim się rozwiną.
Miliony zapachów
Tę szansę na postęp medycyny w walce z wieloma, także śmiertelnymi schorzeniami trudno przecenić, ale sprawa nie jest prosta. Dość powiedzieć, że każdy organizm zbudowany jest z ponad miliona związków chemicznych, z których swoje zapachy emituje aż ponad 10 tys. Tworzą różne kompozycje i oznaczanie ich bywa bardzo trudne. Czasem decydującą wagę ma zaledwie miliardowa cząstka składnika całego bukietu zapachów.
Tego nowatorskiego zadania podjęli się chemicy z toruńskiego uniwersytetu, wykorzystując technikę chromatografii gazowej w połączeniu ze spektrometrem mas, która umożliwia rozdzielanie poszczególnych składników skomplikowanych mieszanin organicznych i nieorganicznych.
Technika ta powstała w Polsce - jej twórcą w początkach ubiegłego wieku był Michaił Cwiet, profesor botaniki z Uniwersytetu Warszawskiego, przy znaczącym udziale Waltera Nernsta, fizyka i chemika, laureata nagrody Nobla z 1920 r., urodzonego w Wąbrzeźnie.
W UMK poszukiwaniem biomarkerów, czyli substancji jakimi pachną choroby, zajął się zespół, w składzie którego znaleźli się chemicy-analitycy pod kierownictwem prof. Buszewskiego, mikrobiolodzy i genetycy pod wodzą prof. Hanny Dahm, immunolodzy i onkolodzy z Colegium Medicum UMK kierowani przez profesorów Wiesława Kozaka i Marka Jackowskiego oraz - tu małe zaskoczenie - specjaliści z Instytutu Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN z prof. Tadeuszem Jezierskim.
Tropią raka
- Niektóre zwierzęta, jak psy, koty, ale także konie i słonie, mają szczególnie wyczulony zmysł węchu. Nie tak dawno media obiegła informacja o kocie, zwykłym dachowcu, który wyczuwał zapachy charakterystyczne dla raka skóry. Profesor Jezierski specjalizuje się w tresurze psów używanych do wykrywania materiałów wybuchowych i narkotyków. Nasza współpraca polega na tym, że psy - labrador i cztery mieszańce - uczą się rozróżniać zapachy właściwe dla pewnych chorób, m. in. nowotworów płuc i piersi, a następnie ich umiejętności są sprawdzane w kontakcie z pacjentami i porównywane z wynikami uzyskanymi przy pomocy przyrządu pełniącego funkcję sztucznego nosa. Jest to zbudowane przez nas urządzenie - chromatograf gazowy wyposażony w specjalny detektor, który wychwytuje i wchłania substancje tworzące zapachy - wyjaśnia prof. Buszewski, posiadacz ponad 50 patentów, w tym 38 wdrożonych.
Jak się okazuje - co potwierdziły próby prowadzone w Colegium Medicum UMK oraz w uniwersytetach w Innsbrucku i Rostocku - skuteczność psich organów powonienia w tropieniu chorych tkanek dorównuje przyrządom: czworonogi mają 80 - 95 proc. "trafień", sztuczny nos - ok.95 proc. Jak na badanie wstępne, wyniki są znakomite.
Aby jednak psy mogły być wykorzystane w praktyce klinicznej, trzeba nauczyć je rozróżniania szerszej gamy zapachów i znaleźć język, w którym zwierzak będzie mógł "powiedzieć", jaką chorobę wywęszył.
Bakterie na celowniku
- Toruńskie eksperymenty są kontynuacją europejskiego projektu BaMod - poszukiwania biomarkerów wczesnego wykrywania raka. Naukowcy z UMK jako pierwsi w świecie poszerzyli te poszukiwania o kolejne znaczniki także innych chorób - i rezultaty są, jak widać, obiecujące. Na kwietniowej konferencji w Dortmundzie podsumowującej BaMod spotkały się z ogromnym zainteresowaniem i propozycją ogłoszenia w piśmie o światowym prestiżu "Nature".
Toruńskie badania, także z udziałem zwierząt, będą rozwijane w ramach Centrum Badawczo-Edukacyjnego BioSep, które ma być częścią powstającego w UMK Interdyscyplinarnego Centrum Nowoczesnych Technologii. Zanosi się na kolejne osiągnięcie: zastosowanie opisanej wyżej techniki separacyjnej do szybkiego oznaczania i rozdzielania szczepów bakterii i wirusów grasujących w naszych organizmach. Środkiem rozpoznawczym będą wydzielane przez nie gazy, gromadzące się np. w układzie pokarmowym.
Wynik, na który w badaniach laboratoryjnych czeka się teraz kilka dni, w tej metodzie będzie znany już po kwadransie.
