Bagaimana kami menggunakan anjing untuk mengendus malaria

Bagaimana jika kita dapat mendiagnosis beberapa penyakit mematikan di dunia dari bau yang dikeluarkan tubuh kita? Dalam ceramah yang menarik dan demo langsung, biologis James Logan memperkenalkan Freya, seekor anjing pengendus malaria, untuk menunjukkan bagaimana kita dapat mengasah kekuatan penciuman hewan yang luar biasa untuk mendeteksi tanda zat kimia yang diasosiasikan dengan infeksi -- dan mengubah cara kita mendiagnosis penyakit.

Malaria masih menjadi salah satu
pembunuh terbesar di planet ini.

Walau progres kita signifikan
dalam 20 tahun terakhir ini,

separuh populasi dunia
masih berisiko terkena penyakit ini.

Bahkan setiap dua menit,

seorang anak di bawah umur dua tahun
meninggal karena malaria.

Progres kita benar-benar terhenti.

Saat ini kita menghadapi banyak tantangan
dalam mengatasi malaria,

tapi salah satu masalah yang ada

adalah menemukan
orang pertama yang terinfeksi malaria.

Contohnya, jika orang punya kekebalan
terhadap penyakit ini,

mereka bisa terinfeksi, menjadi menular,
dan memberikannya kepada orang lain

tapi tidak menunjukkan gejala apa pun.

dan itu bisa jadi masalah besar
karena bagaimana mencari mereka?

Seperti mencari jarum dalam jerami.

Nah, para ilmuwan telah berusaha
memecahkan masalah ini beberapa tahun,

tapi yang ingin saya bicarakan hari ini

adalah solusi masalah ini mungkin ada
di depan mata

selama ini.

Ini pembukaan yang sangat berat
dengan banyaknya statistik penting,

jadi saya ingin kita semua relaks sedikit

dan itu akan membantu saya
untuk relaks juga.

Jadi mengapa tidak
kita tarik nafas panjang...

Wow. (Tawa)

dan hembuskan,

dan, saya akan tertiup di sana.

Nah, saya mau Anda melakukannya lagi,

tapi kali ini, saya mau Anda
melakukannya hanya melalui hidung,

dan saya mau Anda benar-benar merasakan
lingkungan di sekitar Anda.

Bahkan, saya mau Anda benar-benar
mengendus orang di sebelah Anda.

Tidak peduli Anda saling kenal atau tidak.

Bersandarlah, dekatkan hidung Anda
tepat di ketiak mereka,

ayolah, jangan terlalu
seperti orang Inggris,

dekatkan hidung Anda ke ketiak mereka,
enduslah dengan baik,

rasakan seperti apa baunya.

(Tawa)

Nah, setiap orang

akan mendapatkan pengalaman indera
yang berbeda-beda.

Beberapa akan mencium
sesuatu yang enak baunya,

mungkin parfum seseorang.

Tapi ada yang mencium
sesuatu yang tak terlalu sedap,

mungkin nafas atau bau badan seseorang.

Mungkin Anda bahkan
mencium bau badan Anda sendiri.

(Tawa)

Tapi, mungkin ada alasan yang bagus

jika ada yang tak suka bau badan tertentu.

Sepanjang sejarah,

ada banyak contoh penyakit
yang diasosiasikan dengan bau.

Jadi, contohnya, tipes ternyata baunya
seperti roti gandum panggang,

dan itu cukup sedap, 'kan,

tapi semakin lama semakin buruk.

TBC baunya seperti bir basi,

dan penyakit kuning baunya seperti
di dalam toko daging, bau daging mentah.

Dan bahkan, saat melihat
kata-kata yang digunakan

untuk menyebut penyakit,

Anda cenderung menemui kata-kata ini:

"busuk", "lapuk", "tengik", atau "menusuk"

Maka tidak mengejutkan,

bahwa aroma dan bau badan
mendapatkan reputasi buruk.

Jika aku berkata padamu, "Kau bau,"

Anda tak akan menganggapnya
sebagai pujian, bukan.

Tapi Anda memang bau.

Anda baru mengetahuinya tadi.
Anda memang bau.

Itu fakta ilmiah.

Dan saya ingin memutarbalikannya.

Bagaimana jika kita dapat
memandang bau dengan positif,

memanfaatkannya?

Bagaimana jika kita bisa deteksi zat kimia

yang dikeluarkan tubuh saat kita sakit,

dan menggunakannya untuk diagnosis?

Kita perlu mengembangkan sensor
yang baik yang memungkinkannya,

tapi ternyata sensor terbaik
di dunia sudah ada,

dan mereka bernama hewan.

Hewan terlahir untuk mengendus.

Mereka menjalani hidup sehari-hari
dengan mengandalkan hidung mereka.

Mereka mengendus lingkungan,

yang memberitahu
informasi yang sangat penting

tentang bertahan hidup, pada intinya.

Bayangkan jika Anda seekor nyamuk

dan Anda terbang dari luar
dan masuk ke ruangan ini.

Nah, Anda akan masuk ke dunia
yang sangat kompleks.

Anda akan diserbu
dengan bau dari mana-mana.

Kita baru saja tahu
kita adalah makhluk yang bau.

Setiap orang memproduksi
zat kimia yang volatil.

Bukan hanya satu zat kimia, seperti BO,

tapi berbagai macam zat kimia.

Tapi tidak hanya Anda,
bangku yang Anda duduki,

karpet, lem yang merekatkan
karpet ke lantai,

cat di dinding, pepohonan di luar.

Semua hal di sekitar Anda
mengeluarkan bau,

ini adalah dunia yang sangat kompleks
yang harus dijelajahi oleh nyamuk itu,

dan dia harus menemukan Anda
di dalam dunia yang sangat kompleks itu.

Dan setiap orang akan tahu...

Ayo, angkat tangan,
siapa yang selalu digigit nyamuk?

Dan siapa tak pernah digigit?

Selalu ada satu atau dua orang menyebalkan
yang tidak pernah digigit.

Tapi nyamuknya harus kerja keras
untuk menemukan Anda,

dan semua berhubungan dengan bau Anda.

Orang yang tidak menarik nyamuk
berbau penangkal,

dan yang kita tahu,

(Tawa)

saya harus klarifikasi, penangkal nyamuk,

bukan orang.

(Tawa)

Dan yang kita tahu sekarang

bahwa sebenarnya hal itu
dikontrol oleh genetik kita.

Tapi nyamuk dapat melakukan itu

karena indera penciumannya amat rumit,

dan mereka mampu menembus
semua campuran bau

untuk menemukan Anda, individu tertentu,
dan menggigit Anda sebagai santapan darah.

Tapi apa yang akan terjadi
jika ada yang terinfeksi malaria?

Mari kita lihat pada siklus hidup malaria.

Ini cukup kompleks,

tapi pada dasarnya yang terjadi, nyamuk
harus menggigit seseorang agar terinfeksi.

Setelah menggigit dan membuat
seseorang terinfeksi,

parasit berjalan melalui
bagian mulut ke usus

dan pecah di usus, menimbulkan kista,

kemudian parasitnya mereplikasi,

mereka lalu berjalan dari usus
terus ke kelenjar saliva,

di mana di situ
dimasukkan lagi ke orang lain

ketika nyamuk menggigit karena
memasukkan saliva pada gigitannya,

Lalu, di dalam tubuh manusia,
ada siklus lain yang berjalan,

siklus hidup yang berbeda,

jadi siklusnya sampai ke hati,
berubah bentuk,

lalu keluar lagi ke aliran darah,

dan pada akhirnya,
orang itu akan jadi menular

Nah, satu hal yang kita tahu
tentang dunia parasit

adalah mereka sangat pintar
dalam memanipulasi inangnya

untuk meningkatkan transmisi mereka,

untuk memastikan bahwa
mereka terus diteruskan.

Jika ini yang terjadi pada sistem malaria,

akan masuk akal

jika ada hubungannya dengan
bau yang mereka manipulasi,

karena bau adalah kuncinya.

Bau adalah yang menghubungkan
kita dengan nyamuk.

Begitulah mereka menemukan kita.

Ini yang kita sebut dengan
hipotesis manipulasi malaria.

dan inilah sesuatu yang kami kerjakan
beberapa tahun belakangan ini.

Jadi salah satu hal utama yang ingin
dilakukan pada penelitian kami

adalah mencari tahu apakah infeksi malaria

benar-benar membuat Anda
lebih menarik bagi nyamuk atau tidak.

Jadi di Kenya, dengan para kolega,
kami merancang suatu percobaan

di mana ada peserta, anak-anak di Kenya,
tidur di dalam tenda.

Bau dari tenda ditiup ke suatu bilik
yang berisi banyak nyamuk,

dan nyamuk-nyamuk itu
akan merespons secara perilaku.

Mereka akan mendekati atau menjauhi bau,

tergantung mereka suka atau tidak.

Nah, beberapa peserta terinfeksi malaria,

dan beberapa tidak,

tapi yang penting,

tidak ada satupun anak-anak itu
yang menunjukkan suatu gejala.

Nah, saat kami menemukan
dan melihat hasilnya, cukup mengejutkan.

Orang yang terinfeksi malaria

secara signifikan lebih menarik
daripada orang yang tidak terinfeksi.

Saya akan jelaskan grafik ini.

Ada "jumlah nyamuk
yang tertarik pada seorang anak,"

dan ada dua kelompok data:
sebelum dan sesudah perawatan.

Di bagian paling kiri,

batang itu mewakili kelompok
orang yang tidak terinfeksi,

dan saat kita terus bergerak
ke sebelah kanan,

orang-orang ini telah terinfeksi

dan bergerak ke tahap menular.

Jadi tepat pada tahap
ketika orang menjadi menular

adalah saat mereka
secara signifikan lebih menarik.

Di penelitian ini,
yang kemudian kami lakukan

tentunya memberikan anak-anak perawatan

untuk membersihkan parasit,

lalu kami menguji mereka lagi,

dan yang kami temukan adalah
ciri yang tadinya sangat menarik

hilang setelah infeksinya dibersihkan.

Jadi bukan hanya
orang-orang itu lebih menarik,

tapi parasit memanipulasi inangnya
dengan cara-cara tertentu

agar lebih menarik bagi nyamuk,

mencolok seperti suar untuk
menarik lebih banyak lagi nyamuk

sehingga mereka bisa
lanjutkan siklus hidupnya.

Selanjutnya kami ingin mencari tahu

apa yang sebenarnya diendus oleh nyamuk.

Apa yang mereka deteksi?

Untuk itu, kami telah mengumpulkan
bau badan dari para peserta,

dan kami lakukan itu dengan
membungkus kaki mereka,

yang membuat kami bisa mengumpulkan
bau volatil dari kaki mereka,

dan kaki amat penting bagi nyamuk.

Mereka sangat suka bau kaki.

(Tawa)

Terutama kaki yang tengik.
Ada yang kakinya bau tengik di sini?

Nyamuk suka bau seperti itu.

Jadi kami fokus pada kaki
dan mengumpulkan bau badan.

Jika kita bicara tentang nyamuk
dan penciuman, indera penciuman mereka,

sangat kompleks.

Sangat bagus jika hanya ada
satu jenis zat kimia yang mereka deteksi,

tapi tidak sesederhana itu.

Mereka harus mendeteksi beberapa zat kimia

dalam jumlah yang tepat, rasio yang tepat,

dan kombinasi yang tepat.

Jadi Anda bisa membayangkannya
seperti komposisi musik.

Jadi, jika Anda salah not atau bermain
terlalu kencang atau terlalu pelan,

kedengarannya tidak enak.

Atau sebuah resep:
jika bahan-bahannya salah

atau jika dimasak terlalu lama
atau terlalu cepat, rasanya tidak enak.

Yah, bau itu sama.

Bau terdiri dari sekelompok zat kimia
dengan kombinasi yang tepat.

Nah, mesin-mesin yang ada
di lab tidak begitu bagus

dalam memilih sinyal semacam ini,
ini cukup kompleks.

Tapi hewan bisa, dan yang kami lakukan
di laboratorium saya

adalah menghubungkan
mikroelektode ke antena nyamuk.

Bayangkan betapa anehnya itu.

(Tawa)

Tapi yang juga kami lakukan

adalah menghubungkannya dengan
sel individu di dalam antena,

menakjubkan sekali.

Anda tak mau bersin
saat melakukan ini, tentunya.

Tapi ini membuat kita dapat
mengukur respons listrik

dari reseptor bau dalam antena,

jadi kami dapat melihat
apa yang diendus oleh nyamuk.

Saya akan tunjukkan kelihatannya.

Inilah sel serangga,

dan ia akan merespons dalam sekejap
saat saya menekan tombol,

dan Anda akan melihat
ia mengambil alih dengan responsnya.

Suatu bau akan tersebar pada sel,

dan ia akan menjadi agak gila,
seperti meniup frambos,

lalu akan kembali ke potensi tenangnya
saat kami hentikan baunya.

(Retihan cepat)

(Retihan perlahan)

(Retihan cepat)

Baik, ini dia,

jadi Anda bisa pulang sekarang dan bilang
Anda telah melihat serangga mengendus

dan bahkan mendengar serangga mengendus,
ini konsep yang aneh, bukan?

Tapi ini sangat berhasil,

membuat kami mampu melihat
apa yang dideteksi oleh nyamuk.

Menggunakan metode
dengan sampel malaria kami,

kami mampu mencari tahu
apa yang dideteksi nyamuk,

dan kami menemukan senyawa
terkait malaria, terutama adalah aldehida,

sekelompok senyawa yang berbau,
yang menandai sinyal malaria di sini.

Jadi sekarang kami tahu
bau malaria seperti apa,

dan kami menggunakan nyamuk
sebagai sensor hidup

untuk memberi tahu kami
seperti apa tepatnya bau malaria.

Nah, saya ingin membayangkan

bahwa Anda bisa, saya tak tahu,
memasang sadel pada nyamuk kecil

menuntunnya keluar dan melihat
jika kita bisa mengendus orang

di masyarakat,

yang terpikir oleh saya,

dan lihat apa betul kita bisa
temukan orang dengan malaria,

tapi, tentunya, itu tidak mungkin.

Tapi ada binatang yang dapat melakukannya.

Anjing punya indera penciuman
yang luar biasa,

tapi ada yang lebih istimewa lagi
tentang mereka:

mereka punya kemampuan belajar.

Dan kebanyakan orang akan familier
dengan konsep bandara,

di mana anjing akan berjalan ke antrian
dan mengendus bagasi atau Anda

mencari narkoba dan bahan peledak
atau bahkan makanan.

Jadi kami ingin tahu,
apakah kami bisa melatih anjing

untuk mempelajari bau malaria?

Jadi kami telah bekerja dengan badan amal
bernama Medical Detection Dogs

untuk melihat apakah kami dapat
melatih mereka mempelajari bau malaria.

Kami pergi ke Gambia
dan mengumpulkan beberapa bau lagi

pada anak-anak
yang terinfeksi dan yang tidak,

tapi kali ini, kami mengumpulkan bau

dengan meminta mereka
memakai kaus kaki, stoking nilon,

untuk mengumpulkan bau badan mereka.

Kami bawa kembali ke Inggris

dan menyerahkannya pada badan amal ini
untuk melakukan percobaan.

Nah, saya bisa tunjukkan suatu grafik
dan menceritakan bagimana percobaannya,

tapi itu akan membosankan, betul?

Memang katanya jangan bekerja dengan
anak-anak atau binatang di panggung,

tapi kami akan langgar
peraturan ini hari ini.

Jadi mari kita sambut, Freya.

(Tepuk tangan)

dan pelatihnya, Mark dan Sarah.

(Tepuk tangan)

Tentu, inilah bintang sebenarnya
dari pertunjukkan ini.

(Tawa)

Baik, saya akan minta Anda semua
untuk sedikit tenang,

jangan terlalu banyak bergerak.

Ini lingkungan
yang sangat aneh untuk Freya.

Dia sangat memperhatikan
kalian semua saat ini.

Jadi setenang mungkin.
Itu akan bagus sekali.

Yang akan kami lakukan di sini
intinya, kami akan minta Freya

untuk berjalan di sederetan alat ini,

dan di dalam setiap alat ini, ada pot

dan di dalam pot adalah kaus kaki
yang telah dipakai seorang anak di Gambia.

Nah, tiga kaus kaki telah dipakai
oleh anak-anak yang tidak terinfeksi,

dan hanya satu kaus kaki yang dipakai
oleh anak yang terinfeksi malaria.

Jadi seperti di bandara,
bayangkan ini orang-orang,

dan si anjing akan berjalan dan mengendus.

Dan mari lihat apakah Anda bisa lihat
ketika ia merasakan malaria,

dan jika ia merasakan malaria.

Ini tes yang sulit baginya
di lingkungan yang amat aneh ini,

jadi saya akan serahkan sekarang ke Mark.

(Tawa) Nomor tiga. Oke.

(Tepuk tangan)

Itu dia.

Saya tak tahu pot apa yang ada
di dalam. Mark juga tak tahu.

Ini adalah tes buta, asli,
Sarah, apa itu benar?

Sarah: Ya.

JL: Itu benar. Bagus, Freya, fantastis.

(Tepuk tangan)

Benar-benar luar biasa.

Sekarang Sarah akan
menukar pot-pot ini sedikit,

ia akan mengambil
yang mengandung malaria,

dan di sini hanya akan ada empat pot
yang terdapat kaus kaki dari anak-anak

yang tidak mengidap malaria,

teorinya, Freya akan berjalan
di garis ini dan tak berhenti sama sekali.

Ini penting sekali,

karena kita juga perlu tahu
orang-orang yang tidak terinfeksi,

ia harus mampu melakukannya.

Dan ini tes yang sulit.

Kaus kaki ini telah dibekukan
dalam beberapa tahun,

dan ini juga secuil kaus kaki.

Jadi bayangkan jika ini adalah orang,
yang memberikan sinyal kuat.

Ini sangat menakjubkan.

Oke, giliranmu, Mark.

(Tawa)

(Tepuk tangan)

Cerdas. Fantastis.

(Tepuk tangan)

Super sekali. Terima kasih banyak, semua.

Tepuk tangan yang meriah
untuk Freya, Mark, dan Sarah.

Bagus sekali, teman-teman.

(Tepuk tangan)

Anjing yang sangat pintar.
Dia akan dapat camilan nanti.

Fantastis.

Jadi Anda sudah lihat
dengan mata kepala sendiri.

Itu demonstrasi langsung.
Cukup membuat saya gugup.

Saya lega semua berhasil.

(Tawa)

Tapi ini menakjubkan
dan waktu kami melakukan ini,

yang kami temukan anjing-anjing ini
dapat memberi tahu dengan tepat

jika seseorang terinfeksi malaria
81 persen dalam suatu waktu.

Itu menakjubkan.

92 persen dalam suatu waktu,

mereka bisa dengan tepat memberi tahu
saat seseorang tidak terinfeksi.

Dan angka-angka itu
benar-benar di atas kriteria

yang ditetapkan Organisasi
Kesehatan Dunia untuk diagnosis.

Kami benar-benar berpikir untuk menyebar
anjing-anjing ini ke berbagai negara,

dan khususnya di gerbang masuk,

untuk mendeteksi orang-orang
yang mengidap malaria.

Ini bisa terwujud.

Tapi kami tak bisa
menyebar anjing ke mana-mana,

jadi yang juga kami pikirkan
dan usahakan saat ini

adalah pengembangan teknologi,

teknologi yang dapat dipakai
yang akan memberdayakan individu

untuk memungkinkan mereka
melakukan diagnosis mandiri.

Bayangkan suatu stiker
yang bisa ditempelkan pada kulit

yang akan mendeteksi keringat Anda
jika terinfeksi malaria

dan berubah warna.

Atau sesuatu yang lebih teknis, mungkin:

suatu jam tangan pintar yang memberi
peringatan saat Anda terinfeksi malaria.

Dan jika kita dapat melakukannya
secara digital dan mengumpulkan data,

bayangkan jumlah data yang dapat
dikumpulkan dalam skala global.

Ini benar-benar dapat merevolusi

cara kita melacak penyebaran penyakit,

cara kita menarget usaha kontrol
dan respons pada penyebaran wabah,

pada akhirnya membantu
mengarahkan pemusnahan malaria,

dan bahkan selain malaria,

untuk penyakit lainnya
yang kita sudah tahu ada baunya.

Jika kita dapat mengasah kekuatan alam
untuk mencari tahu bau-bauan itu,

kita dapat melakukan dan mewujudkannya,

Nah, sebagai ilmuwan, kami ditugaskan
untuk memunculkan ide-ide baru,

konsep-konsep baru, teknologi baru

untuk mengatasi
beberapa masalah besar di dunia,

tapi yang selalu membuat saya takjub

adalah bahwa seringnya
alam telah melakukannya untuk kita,

dan jawabannya...

berada tepat di bawah
hidung kita (di depan mata).

Terima kasih.

(Tepuk tangan)