研究者たちは、医学的に訓練された犬を用いてガンを発見することを検討してきた。このたび、フランスの科学者たちは、アリがより速く、より安く、その仕事をすることができると発表した。
蟻はがん発見の未来か？
メアリー・ブロフィ・マーカス著
癌の診断は、恐ろしく、侵襲的で、時間がかかり、そして高価である。米国では、毎年160万人以上がこの癌の診断を受けています。そのため、多くの生検を行い、高感度な顕微鏡で細胞を観察することになる。
. しかし、もしこれらのサンプルからがんを検出するのが、匂いを嗅ぐのと同じくらい簡単だったらどうでしょう？
犬やネズミのように、病気を嗅ぎ分けることができる非常に敏感な鼻を持つ動物がいることを私たちは知っています。そこで、フランスの科学者たちは、嗅覚が優れていることで知られるもっと小さな生き物、アリにも同じことができないか、研究することにしました。
ソルボンヌ・パリ・ノール大学の研究者であり、この研究の筆頭著者であるバティスト・ピケレ博士によれば、嗅覚を使って病気を発見することは、決して斬新なアイデアではない。アリがどの程度学習能力があり、どのように嗅覚を利用するかを知っている私たちは、アリが学習し、病気を検出する能力をテストしました。
実際の臨床利用にはまだ程遠いですが、いつか、より安価で身近ながん検知の代替手段につながるかもしれません。この新しい診断方法はどのようなものでしょうか？
パブロフの蟻
がん細胞は、揮発性有機化合物（VOC）Cという有機化学物質を作り、その匂いは診断のためのバイオマーカーとなる。
VOCを標的とするようアリを訓練するため、研究者らは乳がん細胞と健康な細胞をシャーレに入れました--ただし、がん細胞には砂糖菓子を入れました。
このとき、がん細胞には甘いものが入っていたのです。
これは科学者が古典的条件付け、あるいはパブロフ型条件付けと呼んでいる手法である。中立的な刺激（がんのにおい）を、行動を促す第二の刺激（食べ物）と関連づけるのである。これを数回繰り返すと、アリは最初の刺激が2番目の刺激を予測することを学習し、餌を見つけることを望んで臭いを求めるようになります。
そこで、学習させた匂いと新しい匂いをアリに与えた。すると、アリは学習した匂いのほうを、より多くの時間をかけて嗅ぎ分けたのである。
お腹が空いているときに焼きたてのパンの匂いを嗅ぐと、一番近いパン屋さんに入りますよね」とピケレは言う。これはアリが使っているメカニズムと同じです。焼きたてのパンの匂い＝食べ物だと学習したわけですから。
犬は同じ手法でVOCを検出できますが、条件付けに数カ月と数百回の試行を要すると、研究者は指摘しています。F. fuscaのアリは学習が早く、わずか3回の訓練試行でOK。
なぜアリなのか？
なぜアリなのか？
アリは主に匂いでコミュニケーションをとる。この洗練された言語により、アリは匂いに非常に敏感である。
コーネル大学の進化生物学者で昆虫学者のコリー・モロー博士は、「アリはすでにさまざまな化学物質を感知する能力が備わっているため、香りを認識するのに適している」と言う。
小さなアリの世界では、フェロモンと呼ばれる化学物質を使って、巣の仲間に情報を送っているのです。
侵入者を知らせるアラームフェロモン、餌場までの道順を知らせるトレイルフェロモン、他のアリが同じコロニーのメンバーであることを知らせるコロニーレベルの匂いなどがある、とモローは言う。
しかし、よく見ると、アリに鼻はありません。アリはアンテナで匂いを嗅いでいるのです。
この特殊な構造は高感度の受容体で覆われており、小さな化学物質の違いも識別することができるとモローは言う。
モローのような科学者が知る限り、アリはすべて化学的コミュニケーションを使っている。ただし、科学者が病気の検出に使おうとしているような化合物を検出するのが得意な種とそうでない種がある。
診断アリ。現実的なのか、それとも好奇心なのか？
今回の研究成果が、がん診断のための実際のツールにつながるかどうかは、なんとも言えないとモローは言う。この研究は、研究室内の純粋ながん細胞にのみ焦点を当てたもので、人体内で成長するがん細胞には焦点を当てていないのです。
アンナ・ワンダ・コモロフスキー医学博士、ニューヨークのノースウェル・ヘルス社の腫瘍内科医-血液内科医は、この研究が興味深いと感じ、研究者がアリを訓練した方法に感銘を受けたという。しかし、アリが訓練を受けたことをどのくらい覚えているか、また、どのくらいの期間、実験室で保管できるかを理解するためには、さらなる研究が必要である。
しかし、この研究の魅力は、もしうまくいけば、がん細胞の検出において、通常の研究所のやり方よりも安価な代替手段になりうるということだ。また、低所得者層で、がん細胞を検出するための細胞染色技術を利用できない場合にも有効である可能性がある。
この研究にはもう一つ不具合がある、とコモロフスキーは指摘する。蟻が浴びる細胞は、おそらく研究で使われたものと同じ細胞ではないだろう。この研究では、アリを生きた細胞培養に曝した。通常、生検で採取した材料はホルムアルデヒドの中に落としますが、このホルムアルデヒドは非常に強い臭いがします。ですから、癌の検出のための実験プロトコルは異なるものでなければならないでしょう。ちょっと厄介なことになるかもしれません。
また、アリは染色や染料、ホルムアルデヒドよりも安価ですが、アリを訓練する人を雇わなければなりません。つまり、人的要因やコストがかかるのです。
コモロフスキーによれば、コスト、適用性、再現性については、もっと研究が必要とのことである。
さらに、アリが癌を発見するのは研究室の中だけなのか、それとも患者との直接の対話によってより早く診断がつくのか、という問題もある。
モローによれば、人間の体からは他にもいろいろな臭いが出ているので、アリが他のすべての臭いを無視して、目的の香りだけに集中できるかどうかが問題だという。
しかし、この結果は有望であると彼女は指摘する。問題は、訓練されたアリに体中を這い回らせ、潜在的なガン細胞を探させることを、患者が喜んでやるかどうかということだろう。
