Туука любит играть во фрисби. Гриз обожает мягкий оранжевый шар. В свободное время Тоби дремлет или лает на проезжающие машины. Но эти обыкновенные дворняги обладают необычайной способностью: они – собаки-исследователи, которые могут унюхать характерный запах SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID-19.
Когда болезнь охватила весь мир, и ученые начали использовать такие инструменты, как тесты ПЦР для обнаружения нового коронавируса у людей, группа исследователей из Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета работала над тем, чтобы определить, можно ли обучить собак обнаруживать инфекции.
Исследование, опубликованное в апреле в журнале PLOS ONE, показало, что у вируса есть запах, который обученные собаки могут идентифицировать в моче и слюне. Теперь исследователи - с помощью Тууки, Гриз, Тоби, Рико и Рокси - изучают, могут ли собаки унюхать запах коронавируса в потных футболках.
Если собаки могут точно обнаруживать его на одежде, они могут патрулировать такие объекты, как аэропорты и стадионы, чтобы вынюхивать вирус в общественных местах.
«Наш главный вопрос в том, сможем ли мы использовать это на практике - говорит Синтия Отто, старшая авторка исследования и директорка Центра рабочих собак Школы ветеринарной медицины Пенсильванского университета. - Смогут ли собаки проверять людей? Я думаю, что в этом есть потенциальная выгода».
Весной 2020 года исследователи из Пенсильвании начали попытки обучить собак вынюхивать новый коронавирус по образцам мочи и слюны. В ноябре они начали обучать собак делать это с потом. Процесс начинается с представления собакам положительных образцов, а затем их награждают угощениями. Как только собаки научатся ассоциировать запах вируса с приятным опытом, они готовы приступить к официальным испытаниям.
Собаки, обученные обнаруживать вирус в поту, могут пройти через ряды людей и мгновенно уловить инфекцию.
Исследователи помещают несколько потных футболок и отвлекающие средства - чистую одежду, транспортировочные материалы или медицинский спирт - внутри покрытых сеткой канистры на концах металлического колеса с восемью спицами. Только в одной канистре будет футболка, которую носит человек, у которого положительный результат теста на COVID-19. Эту футболку он носил 48 часов. Собаки ходят по кругу, пока не обнаруживают нужный образец.
По словам Отто, в апрельском исследовании с использованием образцов мочи и слюны собаки смогли обнаружить вирус с точностью 96%. Текущее исследование с использованием потных футболок продолжается, но уже ясно, что собаки добились в этом больших успехов, говорит она.
Рокси - их самая быстрая собака: она ходила по кругу и нашла положительный образец всего за 12 секунд. Рико, более задумчивому щенку, требуется около 23 секунд, чтобы определить правильную майку.
Запах пота
Обоняние, которое, как считается, у собак в 1000–10 000 раз лучше, чем у нас, помогает им выполнять все возможные виды работ. Они могут унюхать ранние признаки болезни Паркинсона, диабета, нескольких типов рака, приближающихся эпилептических припадков и малярии, а также других заболеваний.
Они помогают поисково-спасательным командам после стихийных бедствий и служат союзниками в военных операциях, обнаруживая спрятанную взрывчатку. Некоторые собаки сотрудничают с таможенниками в поисках контрабанды, от наркотиков до слоновой кости. Они могут выслеживать браконьеров, патрулировать грузовые корабли в поисках крыс, которые могут сбежать в далекие гавани, а также вынюхивать исчезающие и инвазивные виды.
Собаки-ищейки в поле
Собаки могут обнаружить коронавирус по запаху его летучих органических соединений – химических веществ, выделяемых с продуктами жизнедеятельности, такими как моча, слюна и пот.
Эти соединения «похожи на отпечаток пальца болезни», говорит Амрита Малликарджун, научная сотрудница, занимающаяся данным исследованием. Для человеческого носа они неразличимы, но собаки обладают сверхмощным обонянием: в дополнение ко всем рецепторам их ноздри соединяются с десятками пересекающихся пещеристых туннелей, которые позволяют улавливать запахи.
«Там достаточно места, чтобы воздух мог поворачиваться, касаться поверхностей и попадать в своеобразную ловушку», - говорит она.
Аналогичные исследования завершены или продолжаются в других частях мира, включая Великобританию и Францию. Например, обнаружив, что собаки могут различать образцы пота от людей с положительным или отрицательным результатом на COVID-19, Доминик Гранжан, ветеринар и профессор Национальной ветеринарной школы Альфорта во Франции, говорит, что он начнет проверять, действительно ли собаки могут обнаружить разные штаммы COVID-19. А в международном аэропорту Финляндии Хельсинки-Вантаа уже разместили собак, чтобы вынюхивать зараженных пассажиров.
Некоторые сторонники идеи использовать собак для выявления COVID-19 говорят, что животные могут заменить другие меры по смягчению последствий COVID-19. Благодаря их работе нам могут быть больше не нужны тесты ПЦР, которые требуют мазка из носа или полости рта, и обработка которых может занимать несколько дней.
По словам Малликарджун, собаки, обученные обнаруживать вирус в поту, могут проходить через ряды людей и быстро улавливать инфекцию без перерыва и с минимальным риском: исследования показали, что SARS-CoV-2 не может передаваться людям или животным через пот.
Их способности также можно использовать для создания и программирования механических носов – электронных устройств, которые будут работать аналогично алкотестерам для сканирования людей и выявления COVID-19, добавляет она.
Но другие говорят, что еще слишком рано делать громкие заявления о том, как собаки будут участвовать в борьбе с пандемией.
«Я думаю, что здесь определенно есть потенциал», - говорит Анна Дурбин, профессор международного здравоохранения в Школе общественного здравоохранения Блумберга Джонса Хопкинса.
Она говорит, что дрессированных собак можно использовать в качестве дополнения к другим мерам предосторожности. Например, они могут предоставить первоначальный скрининг, который позже подтвердит лабораторный анализ, что позволит потенциально инфицированному человеку принять немедленные меры предосторожности.
Эти собаки-ищейки тоже не могут быть обычными собаками.
«Многие люди были бы рады иметь собак для обнаружения COVID-19, - говорит Отто, - Но нам нужно подумать о подходящей собаке для этой работы - собаке, которая будет надежной и которой всё это не будет быстро надоедать».
Александра Горовиц, специалистка по изучению собак в Barnard College, которая не участвует в исследовании, говорит, что наиболее успешные в этом типе работы с запахом собаки - это те, которые очень мотивированы работать за вознаграждение и будут «делать все, что угодно, чтобы получить эту награду».