Da li bi alkotest aparat mogao da detektuje rak? - Džulijen Burška

Pogledajte celu lekciju na: https://ed.ted.com/lessons/could-a-breathalyzer-detect-cancer-julian-burschka

Kako to da alko-test aparat može da meri količinu alkohola u nečijoj krvi, nekoliko sati nakon što je osoba popila svoje poslednje piće, samo na osnovu daha? Da li bismo mogli da ovu istu tehnologiju koristimo za detektovanje bolesti tako što će analizirati dah osoba, a da se ne koriste invazivniji instrumenti za dijagnostikovanje kao što je biopsija, vađenje krvi i radijacija? Džulijen Burška objašnjava ovaj komplikovani proces.

Lekciju smislila Džulijen Burška, režirao studio Cabong.

Kako to da alkotest aparat može da izmeri
količinu alkohola u nečijoj krvi,

nekoliko sati nakon što su popili
poslednje piće, samo na osnovu daha?

Izdahnut vazduh sadrži
tragove stotina, čak i hiljada,

štetnih organskih jedinjenja,

malih molekula dovoljno laganih
da putuju lako kao gasovi.

Jedan od njih je etanol,
koji konzumiramo u alkoholnim pićima.

Putuje kroz krvotok
do malih vazdušnih kesa u plućima,

prelazeći u izdahnut vazduh
pri koncentraciji 2,000 puta manjoj,

u proseku, nego u krvi.

Kada neko dune u alkotest,

etanol u njihovom dahu prelazi
u reakcijsku komoru.

Tamo se pretvara u drugi molekul
koji zovemo sirćetna kiselina,

u specijalnom tipu reaktora koji
proizvodi eletričnu struju tokom reakcije.

Jačina struje pokazuje količinu etanola

u uzorku vazduha, i po analogiji, u krvi.

Pored isparljivih ogranskih
jedinjenja kao što je etanol

koje koristimo u hrani i piću,

biohemijski procesi naših ćelija
proizovde mnoge druge.

A kad nešto prekine te procese,
kao bolest što može,

kolekcija isparljivih
ogranskih jedinjena u dahu

može da se promeni takođe.

Dakle da li bismo mogli da detektujemo
bolest analizirajući dah osobe,

a da ne koristimo invazivnije
instrumente za dijagnostiku

kao što su biopsije,
vađenje krvi i radijacija?

U teoriji, da,

ali testiranje na bolest je komplikovanije
od testiranja na alkohol u krvi.

Da bi se identifikovala bolest,

istraživači treba da posmatraju
skup od desetine jedinjenja u dahu.

Određena bolest može da uzrokuje
da se neka jedinjenja

povećaju ili smanje u koncentraciji,
dok druga mogu da budu nepromenjena,

šablon je verovatno drugačiji
za svaku bolest,

a možda čak i varira
za različite etape iste bolesti.

Na primer, tipovi raka su među
najistraživanijim kandidatima

koji mogu da se dijagnostikuju
putem analize daha.

Jedna od biohemijskih promena
koju većina tumora uzrokuje

je veliko povećanje
kod procesa generisanja energije

koje se zove glikoliza.

Poznato kao Varburgov efekat,

ovaj porast u glikolizi prouzrokuje
povećanje metabolita kao što je laktat

koji zauzvrat može da utiče
na celu kaskadu metaboličkih procesa

i naposletku rezultira
promenjenim sastavom daha,

verovatno uključuje povećanu koncentraciju
isparljivih jedinjena

kao što je dimetil-sulfid.

Ali Varburgov efekat je samo jedan
potencijalni indikator prisutva raka,

i ne otkriva ništa o posebnom tipu raka.

Mnogo više indikatora je potrebno
da bi se ustanovila dijagnoza.

Kako bi našli ove subtilne razlike,

istraživači upoređuju dah zdrave osobe

sa dahom osobe koja pati
od neke određene bolesti

koristeći šablone zasnovane
na uzorcima stotine dahova.

Ova kompleksna analiza zahteva
fundamentalno drugačiji,

prilagodljiviji tip senzora
u odnosu na alkotest aparat.

Nekoliko njih se razvija.

Neki razlikuju individualna jedinjenja

tako što posmatraju kako se jedinjenja
pomeraju kroz niz električnih polja.

Neki drugi koriste niz otpornika
napravljenih od različitih materijala

gde svaki menja svoju rezistenciju
kada je izložen određenoj mešavini

isparljivih organskih jedinjenja.

Postoje i drugi izazovi.

Ove supstance su prisutne
u veoma niskim koncentracijama,

obično samo nekoliko delova u milijardi,

mnogo manje nego
koncentracije etanola u dahu.

Na nivoe jedinjenja mogu
da utiču faktori koji nisu sama bolest,

uključujući godine, pol,
ishranu i način života.

Na kraju, postoji problem

razlikovanja koja jedinjenja u uzorku

su proizvedena u telu pacijenta

a koja su udahnuta u okruženju

neko vreme pred testiranje.

Zbog ovih izazova, analiza daha
nije skroz spremna za sada.

Ali preliminarne kliničke studije
na raku pluća, debelom crevu,

i ostalim tipovima raka su imale
ohrabrujuće rezultate.

Jednog dana, rano otkrivanje raka
može biti lako kao udisaj i izdisaj.