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Les fourmis plus efficaces que les chiens pour détecter un cancer

Crédits : andarapz/Pixabay

Les chiens renifleurs sont réputés pour leurs pouvoirs de détection des cellules cancéreuses, mais leur formation prend du temps. Or, de nouvelles recherches soulignent que les fourmis peuvent apprendre à les identifier beaucoup plus efficacement après seulement trente minutes d’entraînement. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue iScience.

Cancer et composés organiques volatils

Les cellules cancéreuses sont connues pour développer certaines caractéristiques spécifiques. Citons notamment un métabolisme énergétique dérégulé, une capacité de s’autoentretenir avec des signaux proliférants ou en exploitant des facteurs d’inflammation favorisant la tumeur. Leur métabolisme produit alors des composés organiques volatils (COV) qui peuvent agir comme des biomarqueurs pour le diagnostic du cancer en utilisant par exemple la chromatographie en phase gazeuse ou les systèmes olfactifs artificiels.

Cependant, les résultats de ces analyses sont extrêmement variables. La plupart des systèmes doivent également être optimisés ou sont encore au stade de prototype. En revanche, des millions d’années d’évolution ont façonné les systèmes olfactifs de plusieurs espèces animales aujourd’hui capables de faire la distinction entre plusieurs mélanges odorants complexes.

Les chiens sont par exemple reconnus dans ce domaine. Cependant, la formation de nos amis à quatre pattes dans les paradigmes d’apprentissage associatif reste coûteuse et prend du temps. En particulier, la phase de conditionnement prend plusieurs mois et des centaines d’essais sont nécessaires avant que le chien ne soit opérationnel.

Dans le cadre d’une étude, une équipe de chercheurs s’est toutefois intéressée aux pouvoirs des fourmis qui n’ont rien à envier aux chiens en matière de capacités de détection olfactive.

Cellules saines et cancéreuses

Pour ces travaux, les chercheurs ont formé une espèce européenne (Formica fusca) pour détecter les cellules cancéreuses. Pour y parvenir, ils ont placé des cellules cancéreuses du sein dans une boîte de Pétri avec des cellules saines. Dans un premier temps, une friandise sucrée était associée aux cellules cancéreuses. Au fil des essais successifs, les fourmis sont devenues de plus en plus rapides à trouver la friandise. Cela indiquait qu’elles avaient appris à reconnaître les COV produits par les cellules cancéreuses en les utilisant comme balise pour se guider vers le sucre.

Après avoir mené cet essai trois fois, les chercheurs ont répété l’expérience sans ajouter de douceur sucrée. Ils ont alors souligné que les insectes continuaient à distinguer les cellules cancéreuses des cellules saines. Ces fourmis se souvenaient ainsi de l’odeur de ces cellules et de l’association précédente avec la friandise.

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Des fourmis pour détecter le cancer ? Crédits : vlada11/Pixabay

Distinguer deux types de cancer

Les chercheurs ont ensuite soumis les fourmis au même protocole d’entraînement, mais cette fois-ci en incluant deux types différents de cellules cancéreuses du sein. L’un de ces deux types de cellules était accompagné d’une friandise et l’autre non. Une fois de plus, les fourmis ont rapidement appris à se déplacer directement vers le cancer associé à la récompense. Autrement dit, les insectes étaient également capables de faire le distinguo entre différents types de cancer en fonction du schéma unique de composés organiques volatils émis par chacun.

En résumé, les fourmis seraient ainsi capables de percevoir la présence de cellules dans un milieu, de différencier les composés organiques volatils cancéreux des non cancéreux et de différencier deux échantillons cancéreux en fonction des COV, le tout après quelques minutes d’entraînement seulement.

Ce n’est évidemment qu’un début. Des essais cliniques à grande échelle seront nécessaires pour déterminer si les fourmis peuvent ou non diagnostiquer de manière fiable le cancer chez des patients réels. Toutefois, sur la base de ces observations, les auteurs concluent que l’utilisation des fourmis comme outils vivants pour détecter les biomarqueurs du cancer humain serait potentiellement « faisable, rapide et moins laborieuse que l’utilisation d’autres animaux« .