ACualquiera que haya sacado a pasear a su amado perro sabe cómo una excursión deportiva puede convertirse rápidamente en un paseo contemplativo entre cada tronco de árbol y cada boca de incendio del vecindario. La intensa necesidad de un perro de revisar su correo electrónico está impulsada por su poderoso sentido del olfato. Los investigadores han encontrado formas de aprovechar este superpoder para detectar Compuestos orgánicos volátiles (COV), subproductos del metabolismo producidos por organismos, desde las bestias más poderosas hasta los microbios más pequeños.1 Esta capacidad convierte a los perros en colaboradores ideales para la investigación de detección de olores médicos.
Meghan Ramos es directora médica del Penn Vet Working Dog Center y profesora de ciencias de perros de trabajo y medicina deportiva en la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania.
Meghan Ramos
En un estudio reciente publicado en Fronteras en alergialos científicos emplearon un grupo especial de reclutas peludos cuyo trabajo consistía en olfatear a los rebeldes. Estafilococo aureus infecciones.2 “El estudio nació de la escasa capacidad de diagnóstico para detectar biopelículas bacterianas, particularmente en infecciones articulares”, dijo Meghan Ramosdirector médico del Penn Vet Working Dog Center de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania y coautor de este estudio. El equipo de investigación puso a trabajar a sus colegas caninos entrenándolos para detectar la firma distintiva del biomarcador VOC de S. aureus biopelículas in vitro, con la esperanza de encontrar una nueva forma de detectar infecciones que se acumulan en los implantes ortopédicos después de la cirugía.
Ocho perros de diversas razas colaboraron en el estudio, cuatro de los cuales fueron reclutados en el Penn Vet Working Dog Center y cuatro de su programa científico comunitario, que incluye perros que practican el trabajo de nariz canina mediante deportes de detección de olores. Los perros fueron contratados por sus rasgos de personalidad y su capacidad para concentrarse en las tareas, más que por las características específicas de su raza.
Las calificaciones para los perros de trabajo incluían un gran impulso, mucha energía y una necesidad constante de estimulación mental. Las calificaciones para un perro detector de olores médicos son aún más rigurosas y requieren pensamiento crítico, una gran concentración en las tareas y resiliencia mental. Si la firma VOC fuera un guiso, se espera que los perros identifiquen y diferencien cada ingrediente individual. “Queremos que evalúen críticamente el perfil de olor que les pedimos que busquen. Necesitan estar motivados para trabajar y potencialmente conseguir un premio o un juguete sin desanimarse”, dijo Ramos.
En este estudio, a los perros se les enseñó primero a identificar S. aureus Los COV de las bolas de algodón, ricos en olores, se absorben de las biopelículas de cultivos celulares y alertan a los investigadores mediante una respuesta entrenada, como sentarse o acostarse. “Usamos esa bola de algodón para mostrársela a los perros y decirles: esto es lo que hueles, este es el olor que queremos que tengas. Comienza de manera simple: hueles esto, obtienes una galleta, hueles esto, obtienes un juguete. Ese es el proceso simple en el que entienden que esto es lo que ahora están buscando”, describió Ramos. Los investigadores presentaron a los perros la mezcla de olores y les enseñaron cuál era el correcto.
Gus, un perro de detección médica, entrenando en la rueda de olores en el Penn Vet Working Dog Center de la Universidad de Pensilvania.
Centro de perros de trabajo Penn Vet
Una vez entrenados en estas firmas de olor de COV, los súper rastreadores de los perros fueron probados en líquido del conducto lagrimal de conejos con y sin infecciones articulares. Los investigadores primero enseñaron a los perros a qué huele el líquido lagrimal saludable y luego les presentaron muestras de conejos infectados. Los perros se destacaron a la hora de identificar la firma única del olor bacteriano en las muestras biológicas de conejos con un alto grado de sensibilidad y especificidad, incluso en las primeras etapas de la infección. Los investigadores ya probaron este enfoque en el líquido del conducto lagrimal de un pequeño número de humanos con infección articular confirmada. Los resultados preliminares fueron prometedores, pero se necesitan más pruebas.
“Realmente estamos en un lugar emocionante. Los perros están cambiando la forma en que percibimos las enfermedades. También estamos cambiando la percepción de la gente sobre lo que es un biomarcador al incluir estos compuestos orgánicos volátiles”, dijo Cynthia Ottodirector del Penn Vet Working Dog Center, coautor de este estudio. “Cuando comenzamos esto, nadie pensaba en compuestos orgánicos volátiles, pero ahora hemos ampliado las oportunidades para hacer un diagnóstico y desarrollar tecnología para ayudar a salvar vidas, ya sean vidas humanas o animales”.
Cynthia Otto, directora del Penn Vet Working Dog Center y profesora de ciencias de perros de trabajo y medicina deportiva en la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pensilvania, y su perro adoptivo, Vauk, que trabaja en el Penn Vet Working Dog Center en detección médica.
Shelby Wise, Fotografía Wise K9
El objetivo más amplio de este trabajo es aprovechar el exquisito olfato de los perros para informar el desarrollo de una prueba de laboratorio o de cabecera para detectar y diagnosticar biopelículas bacterianas, proporcionando un camino futuro para pruebas no invasivas, detección temprana y tratamiento dirigido. “Los perros están educando nuestro material, nuestros robots, nuestra industria, para que podamos escanear cantidades masivas de enfermedades, no solo biopelículas bacterianas. Estamos utilizando a los perros como una herramienta para mejorar nuestro conocimiento y comprensión”, dijo Ramos.
Drupad Trivediinvestigador biomédico y profesor de ciencias analíticas y de medición en la Universidad de Manchester, que no participó en este estudio, cree que el trabajo aborda obstáculos clave en el entrenamiento y la traducción de la detección de olores médicos caninos. “La generalización de la formación suele ser difícil cuando la muestra es compleja, como en este caso. Al entrenar perros con biopelículas in vitro y luego realizar pruebas en muestras de conejos y humanos, los autores han demostrado que los COV del olor en el caso de S. aureus La matriz no enmascara ni altera la infección”, dijo Trivedi.
Por ahora, las sustancias químicas que componen el S. aureus Las firmas de COV siguen siendo un misterio. “El perfil de olor exacto en este momento sólo existe en la nariz y el cerebro de nuestros perros. Ojalá pudieran decirme cuáles son”, dijo Ramos.