كيف نستخدم الكلاب كوسيلة للكشف عن الملاريا؟

ماذا لو كان بإمكاننا تشخيص بعض أبرز الأمراض المميتة في العالم عن طريق الروائح التي تبعثها أجسادنا؟ في حديث شيق وفي تطبيق عملي ومباشر، يقدم لنا أخصائي علم الأحياء (جيمس لوقان)، كلبة تشتم الملاريا تُدعى فريا لترينا كيف يمكننا تطبيق قوات الحيوانات الشمية الخارقة لتتبع الآثار الكيميائية التي ترتبط بالمرض و لتعيد تغيير تفكيرنا نحو طريقة تشخيص الأمراض.

لا تزال الملاريا
من أخطر الأمراض المميتة في العالم.

على الرغم من جهودنا الملحوظة خلال
العشرين عاماً الماضية،

لايزال نصف سكان العالم
معرضون لخطر هذا الداء.

في الواقع، كل دقيقتين،

يموت طفل تحت سن الثانية بسبب الملاريا.

بلا شك، توقفت جهودنا،

نواجه الآن تحديات كثيرة
عندما نتعامل مع الملاريا،

أحد المشاكل لدينا

هي بحثنا عن أشخاص
مصابين بالملاريا من الأساس.

كمثال، إذا كانت لدى بعض الأشخاص
مستوى معين من المناعة تجاه المرض،

سيصابون بالعدوى وبالتالي يصبحوا
مصابين بالمرض وينقلون العدوى للآخرين

ولكن الأعراض تكاد لا تظهر عليهم،

وتلك هي مشكلة كبرى،
إذ كيف يمكننا العثور على أولئك الأشخاص؟

إنه أشبه بالبحث عن إبرة في قومة قش.

مضت سنوات
والعلماء يحاولون حل هذه المشكلة،

إلا أن ما أريد التحدث عنه اليوم

هو أن الحل لهذه المشكلة
لربما كان تحت أنوفنا

طوال هذا الوقت.

كانت بداية صادمة للغاية
مع إحصائيات هامة،

لذا أريد من الجميع أن يسترخي قليلاً

وهذا سيساعدني أيضا
على الاسترخاء قليلاً كذلك.

لذا اطلب من الجميع أن يأخذ نفساً عميقاً...

يا للروعة! (ضحك)

تنهيدة،

أوه! كنت سأطير بعيداً من هنا.

حسناً، أريدكم أن تفعلوا ذلك مجدداً،

ولكن هذه المرة استخدموا أنفكم،

وأريدكم أن تشعروا جيداً بما حولكم.

في الواقع، أريدكم أن تشموا
الشخص الذي بجانبكم.

حتى وإن كنتم لا تعرفونهم، لا أبالي.

اقتربوا نحوهم واشتموا رائحة إبطهم،

هيا دعكم من تصرفات البريطانيين!

اشتموا رائحة الإبط،
اشتموا كما كنا نفعل قديما،

وانظر إلى ما يمكنك شمه،

(ضحك)

والآن كل واحد منا

قد خاض تجربة حسية مختلفة.

وبعضنا اشتم روائح حسنة نوعاً ما،

ربما رائحة عطر شخص ما.

ولكن بعضنا اشتم روائح
غير سارة نوعا ما،

ربما رائحة فم كريهة أو رائحة عرق.

ربما اشتممت رائحة جسمك أنت.

(ضحك)

ولكن ربما هناك سبب وجيه

لكون البعض لا يحبذ بعض روائح الجسم.

قديماً،

كانت هناك أمثلة عديدة
لأمراض يرتبط وجودها برائحة ما.

مثال على ذلك، تبدو رائحة الحمى التيفود
كرائحة الخبز الأسمر المحمص

إنها ليست رائحة سيئة، أليس كذلك؟

ولكن سرعان ما تصبح
هذه الرائحة سيئة نوعاً ما.

للسل رائحة كالبيرة العفنة

ورائحة الحمى الصفراء أشبه برائحة محل جزار
بل أشبه برائحة اللحم النيء.

في الواقع،
عندما ترى أنواع الكلمات المستخدمة

في وصف الأمراض،

فغالبا ستجد هذه الكلمات:

"عفن" و "نتن" و "فاسد" و "لاذع"

لذلك ليس من المفاجىء

أن تتلقى تلك الروائح والعرق صيتاً سيئاً.

إذا قلت لك "اشتم رائحتك"

فإنك لن تقبل تلك الكلمة
كنوع من الإطراء لك، أليس كذلك؟

ولكن تبقى لك رائحة.

لقد اكتشفت ذلك للتو.
أنت لديك رائحة.

إنها حقيقة علمية.

أرغب بتغيير هذا الاعتقاد
رأسا على عقب.

ماذا لو فكرنا بالرائحة
ونظرنا لها من منظور ايجابي،

لكي نستعملها ايجابيا!؟

ماذا لو استكشفنا تلك المواد الكيميائية

التي تفرزها أجسادنا عندما نكون مرضى،

واستخدمناها لتشخيص الأشخاص؟

يجب علينا تطوير وسائل استشعار جيدة
لكي نتمكن من فعل ذلك،

ولكن اتضح بأن أفضل وسائل الاستشعار
هي موجودة بالفعل

وتسمى ب "الحيوانات".

خُلقت الحيوانات لتَشْتَم.

يعيشون حياتهم تبعاً لحاسة شمهم.

إنهم يستشعرون بيئتهم،

وهو ما يجعلهم مطلعين على معلومات هامة

عن كيفية بقائهم على قيد الحياة.

فقط، تخيل أنك بعوضة

وأنك كنت تطير آتياً من الخارج
ودخلت هذه الغرفة.

الآن سوف ستدخل إلى عالم معقد جداً.

سوف تأتيك الروائح المختلفة من كل مكان.

اكتشفنا للتو بأننا وحوش
ولدينا روائح مميزة.

كل واحد منا يفرز
كيماويات متطايرة مختلفة.

إنه ليس مركب كيميائي واحد فقط.

بل الكثير الكثير من الكيماويات

ولكن ليس أنتم فقط،
بل المقاعد التي تجلسون عليها،

والسجادة، والصمغ الذي يثبت تلك السجادة،

والطلاء على الجدران،
والأشجار التي بالخارج.

كل ما حولك يفرز رائحة،

كم هو عالم صعب الذي
يجب على البعوضة أن تطير من خلاله،

ويجب عليها إيجادك
ضمن هذا العالم المعقد جدا.

ويعلم كل واحد منكم

هيا ارفعوا أيديكم للأعلى،
من تلدغه البعوضة دوماً؟

ومن لم تلدغه البعوضة قط؟

دائماً هناك شخص واحد أو اثنان مستفزون
للغاية لم يسبق لهم أن لدغتهم بعوضة.

ولكن يجب أن تبذل البعوضة
جهداً شاقا لإيجادك،

وكل ذلك يتعلق بنوع بالرائحة التي تفرزها.

ومن لا ينجذب لهم البعوض
تكون رائحتهم طاردة،

وكل ما نعرفه أن ...

(ضحك)

يجب علي التوضيح،
طاردة للبعوض،

وليس للأشخاص.

(ضحك)

وما نعرفه الآن

أنه في الواقع أمر تتحكم به جيناتنا.

ولكن البعوض قادرون على فعل ذلك

لأن لديهم حاسة شم متطورة جداً،

وقادرون على الرؤية من خلال
مختلف أنواع من الروائح الكريهة

ساعيين لإيجادك أنت،
الوجبة الشهية لهم.

ولكن ما الذي سيحدث
لو أصيب أحدكم بالملاريا؟

لنلقي نظرة سريعة إلى دورة حياة الملاريا.

إنها حياة معقدة نوعا ما،

كل ما يحدث ببساطة أن على البعوضة
لدغ شخص ما لتصاب بالعدوى بدورها.

ما أن تلدغ البعوضة شخص مصاب بالمرض،

يتسلل الطفيلي عبر الفم
ثم إلى القناة الهضمية

وينفجر هذا الطفيلي بالأحشاء
مكوناً كيساً مخاطياً،

ثم تتكاثر هذه الطفيليات شيئاً فشيئاً،

ومن ثم تبدأ رحلة تلك الطفيليات بالسفر
من القناة الهضمية إلى الغدد اللعابية،

حيث بإمكانها إصابة شخص آخر

عندما تلدغ البعوضة،
تقوم بضخ بعض من لعابها.

ثم تمر في دورة أخرى
في داخل جسم الإنسان،

دورة أخرى تتجزأ
من دورة حياة الملاريا

تخترق الملاريا طبقة الكبد
وتغير شكلها،

ثم تخرج إلى مجرى الدم مرة أخرى،

وأخيراً يصبح الشخص ناقلا للعدوى.

والآن بتنا نعلم شيئاً واضحاً
عن عالم الطفيليات

وهو أنهم جيدون جداً
في التلاعب على فريستهم

وذلك لتعزيز فرصهم للانتشار،

لضمان استمرارهم.

إذا هذا ما كان يحدث
في طريقة عدوى الملاريا،

وربما يبدو ذلك منطقياً

أن الأمر أصبح يتعلق بالرائحة
التي يتلاعبوا بها،

لأن الرائحة هي المفتاح.

الرائحة هي التي تربط بيننا وبين الناموس.

هكذا يعثرون علينا.

هذا ما نطلق عليه
نظريات تلاعب الملاريا،

وكنا نعمل عليها خلال
السنوات الأخيرة الماضية.

ومن أهم الأمور التي
أردنا إجراءها في دراستنا

كانت معرفة ما اذا كانت عدوى الملاريا

تجعلك أكثر جاذبية للبعوض أو لا.

عندما كنا في كينيا،
خططت أنا وزملائي لعمل تجربة

أجريناها على أطفال من كينيا،
حيث جعلناهم ينامون داخل خيم.

قمنا بضخ الرائحة القادمة من الخيمة
إلى حجرة مليئة بالبعوض،

حيث أن البعوض تتجاوب
مع تلك الرائحة بطبيعتها.

إما ستمضي نحو الرائحة
أو تطير بعيداً عنها،

معتمداً على مدى إعجابهم
لتلك الرائحة أم لا.

بعض أولئك الأطفال مصابون بالملاريا،

والبعض الآخر سليم،

الأمر المهم هو،

أنه لا تظهر عليهم أي أعراض البتة.

كانت نتائج تلك التجربة
صاعقة لنا تماماً.

الأشخاص الذين أصيبوا بالملاريا

هم أكثر جاذبية للبعوض
من الأشخاص السليمين.

دعوني أشرح لكم الرسم البياني.

على اليسار، لدينا
"عدد البعوض المنجذب إلى الطفل"

وتوجد مجموعتان من المعطيات:
قبل العلاج وبعد العلاج.

في أقصى اليسار،

ذلك العامود يمثل الأشخاص السليمين،

كلما مضينا إلى الجهة اليمنى من الرسم،

أصبح هؤلاء الأشخاص مصابين بالمرض

ويزداد مستوى نقلهم للعدوى تدريجياً.

في هذه المرحلة،
كلما كانوا أكثر قابلية لنقل العدوى

كلما أصبحوا أكثر جاذبية للبعوض.

ما فعلناه في هذه الدراسة،

أننا صرفنا العلاج لهؤلاء الأطفال بالطبع

لإبادة الفطريات،

ثم أعدنا إجراء التجربة عليهم مرة أخرى،

أوجدنا أثر الجاذبية المرتفع في أجسادهم

اختفى حينما قضينا على العدوى.

لذلك لم يكن الأشخاص المصابين أكثر جاذبية،

بل كان كل ما في الأمر يتعلق
بتلاعب الفطريات بفريستها بطريقة ما

وتجعلها أكثر جاذبية للبعوض،

تقف كالمنارة لتتمكن
من جذب المزيد من البعوض

حتى تستمر دورة حياتها.

وما نود معرفته الآن
هو ما كان ذلك الشيء

الذي كانت تشتمه البعوض.

ما الذي كانت تتبعه؟

لمعرفة هذا،
وجب علينا جمع روائح من مشاركين،

وقمنا بذلك عن طريق تغليف أرجلهم بأكياس،

لكي نجمع الروائح المتبخرة من أرجلهم،

كما أن الأرجل هي كل ما تهم البعوض.

هي الرائحة المحببة إليهم.

(ضحك)

وبالأخص الأقدام المتعرقة،
هل من أحد أقدامه متعرقة هنا؟

كم يعشق البعوض تلك الرائحة.

لذلك قمنا بالتركيز على الأقدام،
وجمعنا روائح عرق الجسم.

عندما يتعلق الأمر بالبعوض،
وحاسة الشم لديهم،

فإن الأمر معقد جداً.

سيكون من الأفضل لو كانوا
يتتبعون عنصرا كيميائيا واحداً،

ولكن الأمر ليس بهذه البساطة.

يجب عليهم تتبع روائح كيميائية عديدة

مع التركيز الجيد، ومعدلات النسب الصحيحة،

وبالمركبات الكيميائية الصحيحة.

قد يخطر على بالك أنها تشبه
المعزوفات الغنائية.

وتعلم بأنك لو أخطأت في عزف نغمة ما
أو عزفت بصوت مرتفع أو منخفض،

فثمة خطب ما في المعزوفة.

أو عندما تخطيء في مقادير وصفة ما

أو تطبخه لمدة طويلة أو قصيرة،
فإن طعمه سيبدو غريباً.

والرائحة كذلك أيضا.

صنعت من مجموعة من المركبات الكيميائية
بالمقادير الصحيحة.

أجهزتنا في المختبر
ليست مخصصة لغرض

التقاط هذا النوع
من الإشارة بل إنه صعب للغاية.

ولكن تستطيع الحيوانات فعل ذلك،
وما نفعله في مختبري

هو أننا قمنا بربط أقطاب كهربائية دقيقة
مع قرن استشعار البعوض.

تخيل كم أن الأمر صعب!

(ضحك)

وما فعلناه أيضاً هو أننا قمنا بربط الأقطاب
بخلايا فردية توجد داخل قرن الاستشعار،

وهذا مذهل جداً.

حتماً لا تريد أن تعطس عندما تفعل هذا،

وهذا مؤكد.

ولكن النتيجة هي تمكننا

من قياس الاستجابة الكهربية
لمستقبلات الشم في قرني الاستشعار،

لنتمكن من معرفة
ما الذي تشمه البعوضة.

وسأريكم كيف يبدو ذلك.

هذه خلية حشرة،

و ستستجيب على الفور
عندما أقوم بالضغط على الزر،

وترقبوا ما ستفعله مع الاستجابة.

ستنتشر الرائحة حول الخلية،

ثم تنتفض وستصدر صوتاً كالانتفاخ،

بعدها ستعود لحالتها الطبيعية
عندما تختفي الرائحة.

(أصوات مزعجة وسريعة)

(أصوات منخفضة بطيئة)

(أصوات مزعجة وسريعة)

حسناً، ها نحن ذا،

يمكنكم الآن الذهاب إلى المنزل والقول
بأنكم شاهدتهم حشرة وهي تشتم

رأيت حشرة تشتم؟! إنه أمر لا يمكن
أن تسمعه كل يوم، أليس كذلك؟

لكنه حقيقي بالفعل،

هذا يمكننا من معرفة
ما تشتمه الحشرة.

لذلك عندما نستخدم هذه الطريقة
على مصابي الملاريا،

تمكنا من معرفة
ما الذي يجذب البعوضة،

ووجدنا ان الملاريا
ترتبط بمركبات من الألدهيدات غالباً،

مجموعة من المركبات التي تدل رائحتها
بوجود الملاريا هنا.

بتنا نعلم ما رائحة الملاريا الآن،

واستخدمنا البعوضة
كأداة بيولوجية للاستشعار

لتخبرنا كيف تبدو رائحة الملاريا.

ما أود تخيله الآن

أنكم قادرون أن تضعوا سرج
على ظهر بعوضة،

ثم نجعلها تقودنا لنرى
إذا كان بإمكاننا أن نشتم الأشخاص

في مجتمع

هذا ما يدور في خاطري

ونرى ما إذا أمكننا العثور فعلا
على مصابين بالملاريا،

ولكن بالطبع،
هذا ليس ممكناً في الواقع.

ولكن هناك حيوان
يمكننا فعل ذلك معه.

جميعنا يعلم أن الكلاب
لديها حاسة شم قوية،

ولكن هناك خاصية تميزهم:

وهو أن لديهم القدرة على التعلم.

قد سبق ورأى بعضكم كيف
تخدم الكلاب في المطارات،

حيث تتنقل الكلاب من شخص لآخر
في طابور التفتيش لتشتمكم وحقائبكم

بغية العثور على مواد ممنوعة
كالمخدرات أو المتفجرات أو الطعام أيضاً.

لذلك أردنا اختبار،
هل بإمكاننا تدريب الكلاب

لكي تتعرف على رائحة الملاريا؟

لذلك عملنا مع مؤسسة تسمى
"كلاب التعقب الطبي"

لنرى ما إذا كان يمكننا
تدريب الكلاب على اكتشاف رائحة الملاريا.

ذهبنا إلى غامبيا لجمع المزيد من الروائح

من الأطفال المصابين والسليمين،

ولكن هذه المرة،
جمعنا روائحهم جميعاً

عن طريق إلباسهم
جوارب مصنوعة من النايلون،

لنجمع روائح أجسادهم.

ثم أحضرناها إلى المملكة المتحدة

ثم سلمناهم إلى هذه المؤسسة
لإجراء التجربة عليهم.

والآن سوف أريكم الرسم البياني
وأشرح لكم كيف يتم هذا الأمر،

ولكن سيكون هذا مملا نوعا ما،
أليس كذلك؟

نعلم أنه لا ينصح بالعمل مع الأطفال
أو الحيوانات في فعاليات مباشرة،

ولكننا سنكسر هذه القاعدة اليوم.

لذلك رحبوا معي بـ"فريا" على المسرح..

(تصفيق)

ومدرباها، "مارك" و "سارة".

(تصفيق)

بالطبع، هي نجم البرنامج الحقيقي!

(ضحك)

والآن، ما سوف أطلبه من الجميع ما إذا
كان يمكنكم البقاء هادئين قدر الإمكان،

ولا تتحركوا كثيراً.

هذه بيئة غريبة جدا
بالنسبة لـ"فريا".

إنها تلقي نظرة عليكم الآن.

لذلك دعونا نبقى هادئين بقدر الإمكان.
سيكون هذا رائعاً.

ما سنفعله الآن هو أنني سأطلب
من "فريا" بكل بساطة،

أن تتنقل بين هذه الأدوات
المصفوفة هنا،

ويوجد وعاء عند كل أداة،

ويوجد داخل الوعاء جورب
قد لبسه أحد الأطفال في غامبيا.

الآن، توجد ثلاثة جوارب تعود لأطفال
غير مصابين بالملاريا داخل الوعاء،

وجورب واحد فقط
يعود لطفل مصاب بالملاريا.

كما تشاهدون في المطارات،
تخيلوا بأن تلك الجوارب هي أشخاص،

والآن، الكلب سوف يتنقل
بين كل جورب ويشتمه جيداً.

دعونا نرى ما إذا استطعتم مشاهدتها
وهي تشتم رائحة الملاريا،

وما إذا كانت ستشم المرض فعلا.

هذا اختبار صعب بالنسبة لها
في وسط هذه البيئة الغريبة إليها،

سوف أعطي الساحة إلى مايك الآن.

(ضحك)
الرقم 3. حسناً.

(تصفيق)

ها نحن ذا.

لم أعلم في أي وعاء كان الجورب
المنشود و"مايك" لم يعلم كذلك.

كان اختبارا مفاجئا، وحقيقيا!
سارة، هل كان اختياره صحيحاً؟

سارة: نعم.

أحسنت يا "فريا"،
لقد كان أمر مذهل!

(تصفيق)

إنه أمر رائع للغاية.

والآن، سارة سوف تعيد ترتيب الأوعية قليلاً،

وسوف تبعد الوعاء
الذي يحتوي على الملاريا بعيداً،

والآن سوف يكون لدينا أربعة أوعية
تحوي جوارب لأطفال

غير مصابين بالملاريا،

نظرياً، سوف تتنقل فريا
بين الأوعية دون أن تتوقف.

وهذا مهم جداً،

لأنه يجب علينا أن نميز الأشخاص
غير المصابين أيضاً،

يتوجب عليها فعل ذلك أيضاً.

وهذا اختبار صعب.

كانت هذه الجوارب مجمدة لمدة سنتين،

وهذا جزء صغير من الجوارب أيضاً.

لذلك تخيلوا الأمر عندما شخص بأكمله
تنبعث منه إشارة أكبر.

حقاً، إنه أمر بغاية الروعة.

حسناً، والآن إليك يا "مايك"

(ضحك)

(تصفيق)

يا له من أمر عبقري ورائع!

(تصفيق)

عظيم جداً! شكراً جزيلاً لكم يا رفاق.

تصفيقاً حاراً لـ "فريا"، و"مايك"، و"سارة".

أحسنتم صنعاً يا رفاق.

(تصفيق)

يا لها من كلبة مطيعة.
سوف تحصل على طعام شهي فيما بعد.

رائع.

رأيتم ذلك للتو بأعينكم.

لقد كان ذلك إثبات على الواقع.
كنت متوتراً بعض الشيء.

سعيد جداً بأن الأمر نجح.

(ضحك)

ولكنه أمر رائع للغاية،
وعندما نفعل ذلك،

ما نجده هو أن هذه الكلاب تستطيع
أخبارنا بكل دقة وصحه

في حال كان الشخص مصاباً بالملاريا
بنسبة 81٪ في أغلب الأحيان.

هذا مذهل حقاً.

وبنسبة 92٪

تستطيع اخبارنا عندما يكون الشخص
غير مصاب بالملاريا.

وتلك النسب أعلى من المقياس
الذي نستند إليها حاليا

والتي وضعتها منظمة الصحة العالمية
لتشخيص الأمراض.

نحن نفكر حقاً في إيفاد الكلاب في الدول،

وتحديداً، في منافذ الدخول،

لاكتشاف الأشخاص المصابين بالملاريا.

من الممكن أن يتحول الأمر لحقيقة.

ولكننا لا نستطيع إيفاد الكلاب في كل مكان،

وما سوف نفعله أيضاً
ونعمل على تنفيذه حالياً

هو تطوير التكنولوجيا،

تكنولوجيا صالحة للارتداء
تتيح لنا تمكين الفرد الواحد

من تشخيص ذاته.

تخيل قطعة قماش ترتديها فوق جلدك

ستتمكن من فحص عرقك
عندما تكون مصاباً بالملاريا

ويتغير لونها.

أو شيئاً أكثر تطوراً من هذا، ربما:

كالساعة الذكية التي، تقوم بتنبيهك
عندما تكتشف أنك مصاب بالملاريا.

وإذا تمكنا من فعل ذلك رقمياً،
وتمكنا من جمع المعلومات،

تخيل كمية المعلومات التي يمكننا
جمعها على الصعيد العالمي.

هذا يمكنه أن يشكل ثورة كاملة

لطريقة تتبعنا لانتشار الأمراض،

طريقة تنظيم جهودنا وتوجيهها
للاستجابة لتفشي الأمراض،

وصولا لهدفنا،
المساعدة في إبادة الملاريا،

وحتى إبادة ما بعد الملاريا،

كالأمراض الأخرى التي نعلم بالفعل
بأن لها رائحة.

لو كان بمقدورنا تطويع القوى الطبيعية
لنكتشف ما هي تلك الروائح،

نستطيع تحقيق ذلك ونجعل الأمر حقيقة.

ما يجب علينا فعله نحن كعلماء،
هو أن نأتي بأفكار جديدة،

ونظريات جديدة، وتقنيات جديدة

لكي نتعامل مع واحدة
من أبرز المشاكل في العالم،

ولكن الأمر الذي يستمر في إدهاشي

هو أن الطبيعة، في أغلب الأحيان،
قد سبق وتعاملت مع تلك المشاكل،

وتبقى الإجابة ..

تحت أنوفنا.

شكراً لكم.

(تصفيق)