Psy, które wykrywają wirusa Covid-19

W przeprowadzonym w Finlandii badaniu psy nauczyły się rozpoznawać zapach zakażenia COVID-19. W przyszłości zwierzęta będą mogły identyfikować zakażone osoby w miejscach publicznych, na lotniskach i w domach opieki. W ramach pilotażowych badań już wyszkolone na asystentów diagnostyki medycznej psy trenowano w kierunku nieznanej dotąd sygnatury zapachowej nowego patogenu. Już po kilku tygodniach pracy pierwsze zwierzęta potrafiły odróżnić próbki moczu pacjentów z COVID-19 i próbki osób zdrowych.

Jak działa psi nos?

Psy mają węch milion razy lepszy niż ludzie. Na około 5 milionów komórek węchowych w naszym nosie przypada około 125 milionów u jamnika, aż do 220 milionów u owczarka niemieckiego. Psy są w stanie wciągać powietrze nawet 300 razy na minutę podczas krótkich oddechów, co pozwala stale zaopatrywać ich nosy w nowe cząsteczki zapachowe. Psy mają także znacznie więcej niz my receptorów zapachowych. Ponadto nos psa osobno odbiera bodźce zapachowe z lewej i prawej dziurki, co daje możliwość zorientowania zapachu przestrzennie i podążania jego śladem. Dodatkowo psy posiadają "drugi nos" czyli organ Jacobsona. Znajduje się on w jamie nosowej w pobliżu podniebienia i łączy z innym rejonem mózgu. Dzięki niemu wykrywane są między innymi feromony i zapach mleka w przypadku szczeniąt. 

Czy pies jest w stanie wykryć wirusy?

Uniwersytet Helsiński specjalizuje się w szkoleniu psów w celu rozpoznawania chorób. Po eksperymentach w kierunku rozpoznawania zakażenia koronawirusem okazało się, że wyniki wskazywane przez psy niewiele różnią się od zwykłych testów PCR. Podobne badania przeprowadza się obecnie także w Wielkiej Brytanii i Francji. Nie wiadomo natomiast jak dotąd, czy trening z nowym wirusem nie niesie za sobą niebezpieczeństwa dla zwierząt. 

Poza badaniem ściśle związanym z wykrywaniem nowego koronawirusa, psy testowano pod kątem innych chorób wirusowych. Za każdym razem wyniki były obiecujące i wyraźnie wykazywały, że pies odróżnia próbki osób zdrowych od próbek pobranych od zakażonych. Nie wiadomo, w jaki sposób i co dokładnie wyczuwają psy podczas testów na COVID-19 i inne wirusy. Czy wyczuwalny jest wirus jako taki czy też to, z czym wiąże się sama infekcja. Ponieważ nowy SARS CoV-2 nie tylko atakuje płuca, ale także uszkadza naczynia krwionośne, nerki i inne narządy, przypuszczalnie zmienia się również zapach moczu pacjentów, co psy z bardzo wrażliwymi narządami węchowymi natychmiast zauważają. Wykorzystanie psów mogłoby znacznie ułatwić procedury analityczne. Zwierzęta mogłyby funkcjonować jako mobilna, bardzo wrażliwa i specyficzna metoda, działająca w czasie rzeczywistym i w każdych, nawet najbardziej niesprzyjających warunkach (katastrofy, konflikty zbrojne).

Poza wirusowymi, psy wykorzystuje się w diagnostyce innych schorzeń. To dlatego, że niektóre choroby mają bardzo specyficzną sygnaturę zapachową. Do takich należą nowotwory, które psy potrafią rozpoznawać z dokładnością do 97%. Dobrze radzą sobie także z chorobą Parkinsona. Psy próbuje się też nauczyć wskazywać malarię, ale jak dotąd wskaźnik fałszywych trafień jest zbyt duży, by metoda ta mogła być szeroko stosowana. 

Jak szkoli się psy pracujące?

Podczas treningu psy (najlepiej retrievery, w tym labradory, dobrze sprawdzają się także spaniele i owczarki) są szkolone przy użyciu pojemników z próbkami zapachu: oddechu lub potu. Szeroko stosuje się kliker. Gdy pies prawidłowo rozpozna zapach, następuje kliknięcie i nagroda, najczęściej smakołyk. Jednocześnie ćwiczy się rozpoznawanie jednego zapachu. 

W przypadku szkolenia psów na Uniwersytecie Helsińskim próbki zapachów zaprezentowano z użyciem specjalnego urządzenia: Detection Dog Training System (DDTS), które robi to losowo i bez uczestnictwa człowieka.

1. Urządzenie ma 7 otworów, a z każdego z nich 2 rurki prowadzą do 2 metalowych pojemników. Podczas badania pierwszy pojemnik zawierał próbkę zapachową, drugi zaś próbkę kontrolną. W każdym otworze w momencie badania znajdowała się tylko jedna próbka, bowiem pary pojemników umieszczone są wewnątrz urządzenia na ruchomych prowadnicach. Każde przedłużenie rurki było identyczne i miało kształt litery L, co uniemożliwiało psom fizyczny kontakt z próbkami i wykluczało wszelkie wizualne wskazówki, które mogły umożliwić inne niż węch możliwości wykrywania. 
2. W każdym przebiegu próbnym tylko jeden otwór wykazywał pozytywną próbkę SARS-CoV-2 na raz, podczas gdy pozostałe sześć otworów dawało próbki ujemne. 
3. Po wskazaniu otworu z pozytywną próbką pies zostawał automatycznie nagrodzony przez urządzenie karmą lub piłką.
4. Podczas gdy pies zajmował się nagrodą, oprogramowanie urządzenia losowo i automatycznie przypisywało nowe pozycje do otworów na następną sesję, a tylko jeden otwór prezentował pozytywną próbkę zapachu.

Ani przewodnik, ani obserwator badania nie wiedzieli, gdzie znajdują się pozytywne próbki. By uniknąć rozproszenia psa, wszyscy stali poza zasięgiem jego wzroku. Badane psy już po kilku tygodniach opanowały umiejętność rozpoznawania próbek od zakażonych COVID-19.

Nos psa to organ wyjątkowy. Może zrobić wszystko - od wytropienia wiewiórki do wykrycia groźnej choroby. Jak do tej pory ludzkość nie wynalazła doskonalszego urządzenia do wykrywania zapachów i nie zanosi się na zmianę tej sytuacji.