Ta đang sử dụng những chú chó để phát hiện bệnh sốt rét như thế nào?

Điều gì sẽ sảy ra nếu ta có thể chuẩn đoán một số căn bệnh gây chết người nhất trên thế giới bằng mùi cơ thể? Trong một cuộc nói chuyện thú vị và một thực nghiệm trực quan, nhà sinh học James Logan đã giới thiệu Freya, một chú chó đánh hơi sốt rét, để cho thấy cách ta có thể khai thác sức mạnh tuyệt vời khứu giác ở động vật để phát hiện các dấu hiệu hóa học liên quan đến nhiễm trùng và thay đổi cách ta chuẩn đoán bệnh tật.

Sốt rét vẫn là kẻ giết người
lớn nhất trên thế giới.

Dù ta đã đạt những tiến bộ
đáng kể trong 20 năm qua,

nhưng nửa dân số thế giới
có nguy cơ mắc bệnh này.

Trên thực tế, cứ mỗi hai phút,

lại có một trẻ dưới 2 tuổi
chết vì căn bệnh này.

Những tiến bộ của ta
chắc chắn đã bị đình trệ.

Hiện nay ta phải đối mặt
với nhiều thách thức

để đối phó với bệnh sốt rét,

nhưng một trong những vấn đề
ta gặp phải

là việc phát hiện người
bị nhiễm sốt rét giai đoạn đầu.

Ví dụ, những người có khả năng
miễn dịch với căn bệnh này,

họ có thể bị nhiễm bệnh, lây truyền
và vẫn lành bệnh

nhưng không biểu lộ
bất kỳ triệu chứng nào,

và đó là vấn đề lớn, bởi không dễ
phát hiện người nhiễm bệnh.

Đó chẳng khác nào
mò kim đáy biển.

Nhiều năm qua, các nhà khoa học
đang cố gắng giải quyết vấn đề này,

nhưng điều tôi muốn nói với
các bạn hôm nay

là giải pháp cho vấn đề này
có thể nằm ngay trước mắt ta

mọi lúc.

Sẽ hơi nặng nề một chút
với nhiều thống kê quan trọng,

bây giờ tôi muốn chúng ta
thư giãn một chút

và điều đó cũng giúp tôi
thoải mái hơn.

Tại sao chúng ta không đơn giản
hít một hơi thật sâu nhỉ ...?

Wow. (Cười)

Và thở ra,

và, whoo..., rồi bị cuốn bay mất.

OK, giờ tôi muốn bạn làm lại
lần nữa,

nhưng lần này, tôi muốn bạn
chỉ thở qua bằng mũi thôi,

và tôi muốn bạn thực sự ngửi
môi trường xung quanh bạn.

Và thực tế là tôi muốn bạn ngửi mùi
người ngồi cạnh.

Dù bạn có biết họ hay không.

Nghiêng đầu, đưa mũi
vào nách của họ,

thôi nào, đừng có lịch sự quá như vậy,

đưa mũi vào nách họ, hít thật sâu,

và xem bạn có thể ngửi thấy gì.

(Cười)

Giờ mỗi người trong chúng ta

sẽ có những cảm nhận khác nhau.

Vài người trong ta
ngửi thấy thứ gì đó khá dễ chịu,

có thể là nước hoa của ai đó.

Nhưng vài người ngửi thấy
gì đó khá khó chịu,

có thể là hơi thở hoặc
mùi hôi từ cơ thể của ai đó.

Thậm chí bạn có thể ngửi thấy
mùi cơ thể của chính bạn.

(Cười)

Nhưng, có thể có
một lý do chính đáng

để ta không thích
mùi từ cơ thể.

Trong lịch sử,

có rất nhiều ví dụ về sự liên quan
giữa bệnh tật và mùi của chúng.

Ví dụ, thương hàn rõ ràng
có mùi như bánh mì nâu nướng,

Và đó là một mùi khá tuyệt,
phải không,

nhưng sẽ bắt đầu trở nên tệ đi.

Lao phổi mùi giống bia cũ,

và bệnh sốt vàng da có mùi như
trong một cửa hàng thịt tươi sống.

Và thực tế, khi bạn nhìn vào
những từ thường dùng

để miêu tả bệnh tật,

bạn có xu hường tìm ra những từ sau:

"thối rữa", "hôi thối", hoặc "hăng".

Vì vậy chẳng ngạc nhiên gì

khi mùi cơ thể phải mang
ít nhiều tiếng xấu.

Như tôi đã nói với bạn.
"Bạn đã ngửi thấy chúng".

bạn có thể không cho đó là
một lời khen, phải không?

Nhưng bạn đã ngửi.

Bạn vừa phát hiện ra nó.
Bạn đã ngửi nó.

Đó là một sự thực khoa học.

Và tôi muốn các bạn
thay đổi suy nghĩ về điều đó.

Sẽ thế nào nếu ta nghĩ mùi hương
theo hướng tích cực

và sử dụng chúng hiệu quả?

Sẽ thế nào nếu ta có thể
phát hiện ra những hóa chất

tỏa ra từ cơ thể khi ta bệnh,

và sử dụng chúng để chẩn đoán?

Ta cần phát triển những cảm biến
tiên tiến để thực hiện điều này,

nhưng những cảm biển tốt nhất
thế giới đã thực sự tồn tại,

chính là các loài động vật.

Động vật có khứu giác
rất nhạy bén.

Chúng sống dựa vào khứu giác.

Chúng cảm nhận về môi trường,

nơi cung cấp những thông tin
quan trọng

để tồn tại.

Hãy tưởng tượng
bạn là một con muỗi

bay từ ngoài vào căn phòng này.

Đây là một thế giời
thực sự phức tạp

và bạn bị rối loạn vì mùi hương
từ khắp nơi.

Ta vừa phát hiện ra rằng
cơ thể có mùi không dễ chịu lắm.

Mỗi người tiết ra các mùi
dễ bay hơi khác nhau.

Không chỉ một chất hóa học,
giống như mùi cơ thể

mà là rất nhiều
chất khác nhau.

Nhưng không chỉ có bạn,
chỗ bạn ngồi,

tấm thám, keo giữ nó trên sàn,

bức họa trên tường, và những cái cây
ngoài kia.

Mọi thứ xung quanh bạn
đều tiết ra mùi,

thực sự là một thế giới phức tạp
để con muỗi bay qua,

và nó phải tìm ra bạn
trong thế giới phức tạp đó.

Mỗi người trong các bạn sẽ biết --

Thôi nào, hãy giơ tay lên,
những ai hay bị muỗi đốt nào?

Và ai chưa bao giờ bị đốt?

Luôn luôn có một hoặc hai người
không bao giờ bị muỗi đốt.

Thật khó cho con muỗi để tìm ra bạn,

Đó là cách bạn ngửi.

Những người không thu hút muỗi
có mùi thuốc chống côn trùng,

và bạn biết đó là gì mà.

(Cười)

Thực ra là mùi đuổi muỗi

chứ không phải đuổi người nhé!

(Cười)

Và mùi đó

thực ra được kiểm soát bởi gen.

Nhưng muỗi có thể làm điều đó

bởi vì chúng có khứu giác
cực kỳ tinh vi,

chúng có thể xuyên qua các loại mùi,

tìm ra và cắn bạn.

Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra
nếu một trong số các bạn nhiễm sốt rét?

Giờ hãy cùng xem qua vòng đời
của bệnh sốt rét.

Nó khá phức tạp,

nhưng cơ bản là con muỗi phải cắn
ai đó để bị nhiễm trước.

Một khi nó hút máu người nhiễm bệnh,

ký sinh trùng di chuyển qua miệng
vào ruột rồi bùng phát qua ruột,

rồi bùng phát qua ruột,
tạo ra các nang,

sau đó chúng sinh sản,

và di chuyển từ ruột đến
tuyến nước bọt,

nơi chúng truyền sang
người khác

qua vết muỗi đốt bằng nước bọt
chứa kí sinh trùng.

Sau đó, trong cơ thể người,
nó trải qua một chu kỳ hoàn toàn khác,

một phần khác của vòng đời,

nó xâm nhập vào gan,
thay đổi hình dạng,

truyền vào máu,

và cuối cùng, khiến vật chủ phát bệnh.

Bây giờ, một điều ta biết
về thế giới ký sinh trùng

là chúng cực kỳ giỏi trong
việc điều khiển vật chủ

để tăng cường
khả năng truyền bệnh,

và để đảm bảo chúng được
truyền xa hơn.

Nếu điều đó diễn ra trong
hệ thống nhiễm sốt rét,

có thể

chúng sẽ vận dụng mùi cơ thể

vì mùi cơ thể là điểm mấu chốt.

Mùi cơ thể là thứ liên kết
ta với muỗi.

Dựa vào đó mà chúng tìm ra ta.

Gỉa thuyết Thao túng Bệnh sốt rét,

và đó là điều mà chúng tôi
đã nghiên cứu trong vài năm qua.

Vì vậy, một trong những điều đầu tiên
mà chúng tôi muốn nghiên cứu

là tìm ra liệu nhiễm trùng sốt rét

có thực sự khiến muỗi tìm đến bạn
nhiều hơn hay không.

Tại Kenya, cùng các đồng nghiệp,
chúng tôi đã làm một thí nghiệm

là cho trẻ em Kenya ngủ trong lều.

Mùi cơ thể từ lều được thổi vào
một căn phòng chứa muỗi,

và chúng phản ứng với điều đó.

Chúng bay tới hoặc hướng ra xa
khỏi mùi cơ thể

tùy thuộc vào việc
chúng có thích hay không.

Giờ, một số người tham gia
bị nhiễm sốt rét,

và một số thì không,

nhưng quan trọng là,

không một đứa trẻ nào
có bất kì triệu trứng nào.

Khi tìm ra và nhìn vào kết quả,
nó thực sự đáng kinh ngạc.

Những người bị nhiễm sốt rét

thu hút muỗi hơn nhiều so với
những người không bị nhiễm bệnh.

Để tôi giải thích biểu đồ này,

Chúng tôi có "Số muỗi hấp dẫn bởi
người tham gia,"

và chúng tôi có hai bộ dữ liệu:
trước và sau khi điều trị.

Ở phía bên trái,

thanh đó đại diện cho
nhóm người không bị nhiễm bệnh,

phía bên phải,

dành cho những người
bị nhiễm bệnh

và đang tiến đến giai đoạn
truyền bệnh.

Ngay ở giai đoạn lây nhiễm

người bệnh thu hút muỗi nhiều hơn.

Sau đó, chúng tôi đã

điều trị cho những trẻ em này

để loại bỏ ký sinh,

và kiểm tra một lần nữa,

và chúng tôi nhận thấy rằng
đặc tính thu hút muỗi

đã biến mất.

Vì vậy không chỉ vật chủ

mà bằng cách nào đó
ký sinh trùng cũng tạo ra

khiến vật chủ trở nên thu hút
với muỗi hơn,

nổi bật như đèn hiệu

để nó có thể tiếp tục vòng đời.

Điều tiếp theo chúng tôi thực hiện
là tìm ra

đâu là mùi mà muỗi phát hiện được.

Nó đã phát hiện ra điều gì?

Do đó, chúng tôi cần thu thập
mùi cơ thể từ những người tham gia,

bằng cách quấn những cái túi
quanh chân họ,

cho phép chúng tôi thu thập mùi
dễ bay hơi từ chân của họ,

và bàn chân thực sự
quan trọng đối với muỗi.

Chúng thực sự thích mùi chân.

(Cười)

Đặc biệt là chân có mùi hôi.
Có ai bị hôi chân phía dưới không?

Muỗi thích mùi đó.

Vì vậy, chúng tôi tập trung vào
bàn chân, và thu thập mùi cơ thể.

Bây giờ khi nói đến muỗi
và khứu giác của chúng

thì thực sự rất phức tạp.

Thật tuyệt nếu chúng chỉ
phát hiện ra một hóa chất

nhưng không đơn giản như vậy.

Chúng phải phát hiện một loạt
các hóa chất

một cách đúng nồng độ, đúng tỷ lệ

đúng hóa hợp.

Bạn có thể nghĩ về nó
như một tác phẩm âm nhạc.

Nếu bạn đánh sai nốt, hoặc chơi quá to
hoặc quá trầm,

nghe sẽ chẳng hay tí nào.

Hay như một công thức:
nếu một thành phần sai

nấu quá lâu hoặc quá nhanh,
món ăn sẽ chẳng ngon gì cả.

Mùi cũng vậy.

Nó được tạo thành từ nhiều hóa chất
kết hợp lại.

Máy móc trong phòng thí nghiệm
không chuyên biệt

trong việc lọc ra loại tín hiệu này,
nó khá phức tạp.

Nhưng động vật có thể, và những gì
chúng ta làm trong phòng thí nghiệm

là kết nối các vi điện cực
với râu của muỗi.

Hãy tưởng tượng điều đó
khó khăn như thế nào.

(Cười)

Chúng tôi đã kết nối các điện cực với
các tế bào riêng lẻ trong râu của muỗi,

Thật khó tin.

Bạn không muốn ho
khi thực hiện việc này đâu.

Chắc chắn rồi.

Nhưng làm điều này cho phép ta

đo phản ứng điện
của các thụ thể mùi trong râu,

và ta có thể biết muỗi
đánh hơi được mùi gì.

Giờ tôi sẽ cho bạn thấy
chúng trông như thế nào.

Đây là một tế bào côn trùng,

nó sẽ phản hồi trong giấy lát
khi tôi nhấn nút,

và bạn sẽ thấy nó tiếp nhận
phản ứng này.

Một mùi hương được thổi qua tế bào,

nó sẽ phản ứng mạnh một chút,

sau đó quay lại trạng thái tĩnh
khi ta ngừng cho mùi hương đi qua.

(Tiếng nổ liên tiếp)

(Tiếng nổ chói tai)

(Tiếng nổ liên tiếp)

OK, tuyệt,

giờ bạn có thể về nhà và nói rằng
bạn vừa thấy cách côn trùng đánh hơi

và nghe thấy âm thanh của chúng,
một khái niệm kỳ lạ, phải không?

Nhưng thí nghiệm thực sự hiệu quả

nó cho phép ta thấy những gì
côn trùng đang khám phá.

Sử dụng phương pháp này
với các mẫu phẩm sốt rét,

ta có thể tìm ra
muỗi phát hiện ra điều gì,

chính là những hợp chất liên quan
đến sốt rét, chủ yếu là Aldehyde,

một nhóm hợp chất có mùi
biểu thị cho sốt rét.

Giờ ta đã biết sốt rét
có mùi như thế nào,

và cách ta dùng muỗi
như một cảm biến sinh học

để ta biết mùi của sốt rét.

Hãy tưởng tượng

bạn có thể buộc vòng cổ cho
một con muỗi nhỏ

buộc dây vào cổ nó và dẫn nó đi
để ta đánh hơi mọi người

trong cộng đồng

điều đó xuất hiện trong đầu của tôi

và xem liệu ta có thể
tìm ra người nhiễm sốt rét không,

nhưng, tất nhiên, điều đó
không thực sự khả quan.

Nhưng có một loài động vật
có thể làm được điều đó.

Loài chó có khứu giác
đáng kinh ngạc,

Nhưng có một điều đặc biệt
hơn là:

chúng có khả năng học.

Mọi người đều quen thuộc
với khái niệm này tại sân bay,

nơi chó đánh hơi từng hành khách
hoặc hành lý của họ

để tìm thuốc phiện và chất nổ
hay thực phẩm.

Vậy ta thực sự có thể
huấn luyện chó

đánh hơi mùi sốt rét được chứ?

Chúng tôi đã làm việc với một tổ chức
từ thiện Medical Detection Dogs

để xem liệu có thể huấn luyện chúng
đánh hơi bệnh sốt rét.

Chúng tôi tới Gambia và thu thập
thêm mùi cơ thể

của những trẻ em bị và không bị
lây nhiễm,

nhưng lần này, chúng tôi đã thu thập

bằng cách cho chúng mang tất nylon

để thu thập mùi cơ thể.

Chúng tôi đã
mang chúng về UK

đưa chúng cho tổ chức từ thiện này
thử nghiệm.

Tôi có thể cho bạn xem một biểu đồ
và cách thí nghiệm đó hoạt động,

nhưng điều đó sẽ hơi buồn tẻ, phải không.

Ngày nay, họ nói không bao giờ thí nghiệm
với trẻ em hoặc động vật sống,

nhưng hôm nay ta sẽ phá vỡ
quy tắc đó.

Xin chào mừng lên sân khấu - Freya

(Vỗ tay)

và người huấn luyện của cô ấy
là Mark và Sarha.

(Vỗ tay)

Đây mới thực sự là ngôi sao
của ngày hôm nay.

(Cười)

OK, bây giờ tôi có thể yêu cầu bạn
giữ im lặng một chút,

không di chuyển quá nhiều.

Đây là một môi trường
rất, rất lạ đối với Freya.

Cô ấy đang có một cái nhìn tốt
về các bạn.

Vì vậy, hãy bình tĩnh nhất có thể.
Điều đó sẽ rất tuyệt.

Ta chuẩn bị yêu cầu Freya

đi dọc theo các cột mẫu vật phẩm

mà trong đó

chứa tất của trẻ em Gambia.

Ba trong số đó những chiếc tất
được đi bởi trẻ không nhiễm bệnh,

chỉ một cái được đi bởi trẻ nhiễm bệnh.

Giống như bạn thấy ở sân bay,
hãy tưởng tượng đây là các hành khách

và chó đang đi tới từng người
để đánh hơi.

Bạn có thể thấy

liệu cô ấy có đánh hơi
được bệnh sốt rét.

Đây thực sự là một thử thách khó khăn
trong môi trường xa lạ này,

giờ xin hãy hướng mắt
về phía Mark.

Cột số 3. Tuyệt vời.

(Vỗ tay)

Tuyệt vời.

Tôi và Mark đều không biết là cột nào.

Đây là một thực nghiệm thực tế.
Sarah, kết quả có đúng không?

Sarah: Chính xác.

James Logan: Chính xác.
Làm tốt lắm, Freya. Thật tuyệt vời.

(Vỗ tay)

Thực sự tuyệt vời.

Giờ Sarah đổi thứ tự các cột,

loại đi cái mẫu phẩm chứa sốt rét,

giờ cả 4 cột đều chứa tất của trẻ em

không nhiễm trùng sốt rét,

và theo lý thuyết, Freya sẽ đánh hơi
và không dừng lại ở cột nào cả.

Điều này thực sự quan trọng,

vì ta cũng cần biết
những người không bị nhiễm bệnh,

cô ấy cần có khả năng
làm điều đó.

Một thử nghiệm khó khăn.

Các đôi tất đã ở trong tủ đông
vài năm,

và chúng cũng khá nhỏ.

Hãy tưởng tượng đây là một người,
gửi một tín hiệu quan trọng.

Qủa làđáng kinh ngạc.

Hướng về phía Mark nào.

(Cười)

(Vỗ tay)

Thật thông minh. Tuyệt vời.

(Vỗ tay)

Thật đáng khen ngợi.
Cảm ơn các bạn rất nhiều.

Xin hãy dành những tràng pháo tay cho
Freya, Mark và Sarah.

Thật tuyệt vời.

(Vỗ tay)

Thật là một cô chó tuyệt vời.
Cô ấy sẽ được một điều trị sau.

Tuyệt diệu.

Bạn đã được tận mắt chứng kiến.

Đó là một thực nghiệm đầy chân thực.
Tôi đã lo lắng đôi chút.

Tôi rất vui vì nó thành công.

(Cười)

Nó thực sự đáng kinh ngạc,
và khi làm điều này,

chúng tôi nhận thấy rằng những chú chó
có thể cho ta biết chính xác

người bị nhiễm sốt rét lên đến 81%.

Thực sự đáng kinh ngạc.

92%

chúng có thể cho ta biết chính xác
người không nhiễm bệnh.

Và những con số này thực sự
vượt trên các tiêu chí

do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO)
đặt ra để chẩn đoán.

chúng tôi thực sự đang xem xét việc
triển khai chó ở các quốc gia,

và đặc biệt là tại các cảng nhập cảnh,

để phát hiện những người bị sốt rét.

Đây có thể là một thực tế.

Nhưng ta không thể
triển khai chó ở khắp mọi nơi,

vì vậy điều chúng tôi mong đợi
và thực hiện vào lúc này là

phát triển công nghệ,

thiết bị công nghệ trên người
có thể

cho phép họ tự chẩn đoán.

Hãy tưởng tượng một miếng dán
mà bạn đeo trên da

sẽ phát hiện từ mồ hôi
khi bạn bị nhiễm sốt rét

và đổi màu.

Hoặc cái gì đó
mang tính kỹ thuật hơn, có lẽ:

một đồng hồ thông minh cảnh báo
khi bạn nhiễm trùng sốt rét.

với kỹ thuật số, ta có thể
thu thập dữ liệu,

hãy tưởng tượng lượng dữ liệu mà ta
có thể thu thập trên quy mô toàn cầu.

Điều này hoàn toàn có thể
cách mạng hóa

cách ta theo dõi
sự lây lan của bệnh tật,

nỗ lực kiểm soát và đối phó
với sự bùng phát dịch bệnh,

cuối cùng giúp dẫn đến
việc loại trừ bệnh sốt rét,

và thậm chí vượt xa
bệnh sốt rét,

đối với các bệnh khác có mùi
mà ta đã biết.

Nếu ta có thể khai phá sức mạnh
thiên nhiên để tìm ra những mùi đó,

ta có thể biến điều này
thành hiện thực.

Là các nhà khoa học, chúng tôi
có nhiệm vụ đưa ra những ý tưởng mới,

khái niệm mới, công nghệ mới

để giải quyết những vấn đề
nan giải nhất trên thế giới,

nhưng điều khiến tôi
không ngừng ngạc nhiên

là tự nhiên tạo cơ hội cho ta rồi,

và câu trả lời ...

nó nằm ngay trước mắt ta.

Cảm ơn.

(Vỗ tay)