Einige Insekten, wie Bienen, haben einen so empfindlichen Geruchssinn, dass sie den geringsten Geruch in einem Raum wahrnehmen können, selbst wenn er nur aus wenigen Molekülen besteht. Wissenschaftler sind jedoch besonders fasziniert von der Tatsache, dass diese Bugs sogar den Nachweis verschiedener Chemikalien lehren können, von Methamphetaminen bis hin zu Inhaltsstoffen in Sprengstoffen. Es wurde sogar nachgewiesen, dass sie Krankheiten wie Tuberkulose und Diabetes wirksam diagnostizieren.
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Die in Großbritannien ansässige Produktdesignerin Susana Soares hat eine einfache und elegante Methode entwickelt, um Bienen auf eine Reihe von Krankheiten, einschließlich Krebs, wie Lungen- und Eierstocktumoren, zu untersuchen. Ihr Glasapparat, "Bee's" genannt, verfügt über eine große Kammer und eine darin untergebrachte kleinere verbundene Kammer. Nach dem Training der Bienen, um einen bestimmten chemischen Geruch mit einer Lebensmittelbelohnung wie Zucker in Verbindung zu bringen, werden die Insekten durch eine Öffnung in das Diagnosegerät freigesetzt. Die Patienten würden einfach in das kleinere Abteil blasen und abwarten, ob sich ein Schwarm auf etwas sammelt, das den Atem der Person alarmiert.
Das Projekt, das Teil ihrer Masterarbeit am Londoner Royal College of Art war, begann 2007, als Soares Forschungen über Bienen und ihre phänomenalen olfaktorischen Fähigkeiten anstellte. Nach einem Gespräch mit Forschern auf dem Gebiet erfuhr sie, dass bestimmte Krankheiten wie Lungenkrebs die Zusammensetzung von Körperflüssigkeiten merklich verändern und Geruchsstoffe produzieren, die im Urin und manchmal im Blut auftreten. Einige Forscher haben sogar mit verschiedenen sensorischen Methoden experimentiert, um diese "Biomarker" zu untersuchen. In Philadelphia zum Beispiel haben Wissenschaftler Mäuse geschult, um den Geruch von Lungenkrebs zu erkennen. Ausgebildete Hunde wurden auch verwendet, um Eierstockkrebs aufzuspüren. Andere haben sich darauf konzentriert, diese tierischen Fähigkeiten in elektronischen Nasengeräten zu reproduzieren, die so kalibriert sind, dass sie diese für die menschliche Nase nicht nachweisbaren Biomarker aufnehmen.
Insekten bieten jedoch aufgrund ihrer Antennen entscheidende Vorteile gegenüber Säugetieren und Elektronik. Zum Beispiel haben elektronische Nasengeräte Probleme, einen Geruch unter komplizierteren Bedingungen zu erkennen, beispielsweise wenn ein größeres Gasgemisch vorliegt, wie es in der menschlichen Atmung zu finden ist. Und Studien haben ergeben, dass Schnüfflerhunde Gerüche nur in 71 Prozent der Fälle korrekt identifizieren, während sie mindestens drei Monate Training benötigen. Im Gegensatz dazu haben Bienen eine Genauigkeit von 98 Prozent erreicht und können in etwa 10 Minuten trainiert werden.
Bei der Entwicklung von "Bee's" brauchte der Portugiese etwas, das es dem Benutzer ermöglichte, Bienen einfach in das Instrument zu transportieren und sie mit einem Staubsauger wieder sicher abzusaugen. Das Ausgangsmaterial musste auch formbar genug sein, um ein System mit genau definierten Pfaden zu bilden, die ihre Bewegung nicht behindern. Sie entschied sich schließlich für Glas als Material wegen seiner Flexibilität und Transparenz. "Um die Ergebnisse eines Atemtests zu kennen, müsste man das Verhalten der Insekten beobachten", sagt sie. "Alles dreht sich um ihr Verhalten."
Prototypen wurden vor Ort getestet, und obwohl keine Fälle von Krebs festgestellt wurden, wurde ein später bestätigter Fall von Diabetes festgestellt. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass das Konzept etwas anderes als eine Ausstellungsneugier darstellt. Zwar gab es eine kurze Zeit, in der sie sich ehrgeizig genug fühlte, um potenzielle Mitarbeiter zu erreichen, doch der Prozess erwies sich als so zeitaufwendig und unfruchtbar, dass sie schließlich aufgab. Die einzigen Organisationen, die sich an ihrer Idee zu interessieren schienen, waren eine Handvoll Wohltätigkeitsorganisationen. "Bee's" ist eine dieser rein akademischen Übungen, die, wie sie sagt, die "symbiotische Beziehung" des Menschen zur Natur aufzeigt und zeigt, wie "Technologie und Wissenschaft diese Beziehungen besser fördern können".
"Ich denke, es gibt nur vier Labors auf der Welt, die an Insekten forschen, um Krankheiten zu untersuchen. Dies zeigt, dass dieser Ansatz in der westlichen Welt nicht gut ankommt", sagt Soares. "Medizin- und Gesundheitstechnologien sind ein großes Geschäft, und unter dem Strich sehen sie einfach nicht, wie so etwas rentabel sein kann."
Glen C. Rains, Professor für Landwirtschaft an der University of Georgia, stimmt weitgehend zu, fügt jedoch hinzu, dass es neben den wirtschaftlichen Aspekten auch komplexere Themen gibt. Der Entomologe und lizenzierte Imker hat sich mit zahlreichen Herausforderungen befasst und ein ähnliches Gerät namens Wasp Hound entwickelt, bei dem fünf Wespen verwendet werden, um das Vorhandensein von Wanzen zu erkennen. Das System von Rains ist etwas ausgefeilter, da es eine Kamera verwendet, um das Verhalten der Wespen aufzuzeichnen. Die Daten werden dann in eine Software eingespeist, die diese Bewegungen analysiert, um festzustellen, ob die Bugs diese unerwünschten Gäste tatsächlich erkannt haben. Nach über einem Jahrzehnt der Entwicklung hat Rains eine Partnerschaft mit Bennett Aerospace, einem Ingenieurbüro, geschlossen, um die Technologie für reale Großanwendungen zu verfeinern.
"Die ganze Vorstellung ist definitiv etwas, was die Leute fasziniert", sagt er. "Aber wenn Sie erst einmal wissen, wie es funktionieren würde oder wie sie Geld verdienen, gibt es kein Modell dafür."
Während es einen altbewährten Markt für elektronische Technologien gibt, weist Rains darauf hin, dass Krankheitsüberprüfungssysteme, die auf Insekten basieren, eine separate Infrastruktur erfordern, an die die Akteure der Branche nicht gedacht haben. Einrichtungen zum Beispiel müssten einen Weg finden, um Geruchsproben für das Training effizient zu erhalten, und natürlich einen Imker vor Ort, der die Insekten verwalten und ausbilden kann. Nach einigen positiven Ergebnissen nimmt die Bereitschaft der Insekten, auf die Chemikalie zuzugehen, erheblich ab, da sie allmählich feststellen, dass sie am anderen Ende nicht mehr auf eine zuckerhaltige Belohnung warten. In einer Laborumgebung müssten Bugs daher den ganzen Tag über ständig weitergebildet werden. Erfreulich sei jedoch, dass die Einschleusung von Insekten für klinische Zwecke nicht unerreicht sei. Die Verwendung von Maden und Laugen zur Wundreinigung sei eine allgemein anerkannte medizinische Praxis.
Trotz dieser Herausforderungen hat Soares zumindest die Hintertür für eine solche Möglichkeit offen gelassen, wenn jemand mit den richtigen Ressourcen bereit ist, ein Risiko einzugehen. "Es hat das Potenzial, so viele Leben zu retten", sagt sie. "Es kann sogar ein Open-Source-Konzept sein. Für alle Interessierten würde ich mich über ein Gespräch freuen."
