Nieuws
Bijen trainen om het coronavirus te ruiken
Startup InsectSense en Wageningen Bioveterinary Research (WBVR) hebben bijen getraind om hun tong uit te steken bij het ruiken van het coronavirus. Het coronavirus veroorzaakt, net als andere ziekten, metabolische veranderingen in het lichaam die een geur veroorzaken. Bijen kunnen binnen enkele minuten getraind worden om de geur van met SARS-CoV-2 geïnfecteerde monsters te herkennen.
Bijen kunnen vluchtige stoffen detecteren met een gevoeligheid van een deel per biljoen. Zo vinden ze een bloem enkele kilometers verderop. Bijen kunnen, net als honden, leren vluchtige stoffen en geuren te detecteren, maar met een training van slechts enkele minuten.
Suikerwater beloning
De bijen werden getraind om met SARS-CoV-2 geïnfecteerde monsters te detecteren via de Pavloviaanse conditionering methode. Elke keer dat de bijen werden blootgesteld aan de geur van een geïnfecteerd monster ontvingen ze een suikerwaterbeloning. De bijen staken hun tong uit om het suikerwater op te vangen. Door deze actie meerdere keren te herhalen, associeerden de bijen de suikerbeloning met de geur en begonnen ze hun tong uit te steken voor de geur alleen, zonder beloning. Een getrainde bij kan een geïnfecteerd monster binnen enkele seconden detecteren.
Er is onderzoek gedaan in het Biosafety lab van Wageningen Bioveterinary Research met meer dan 150 bijen in verschillende trainingsopstellingen om de best mogelijke training te bepalen. De monsters in de eerste testrondes waren afkomstig van gezonde of geïnfecteerde nertsen. Meerdere bijen lieten zeer goede resultaten zien en ze konden onderscheid maken tussen de geïnfecteerde monsters en die van gezonde dieren waarbij het aantal vals-positieven en vals-negatieven erg laag waren. Deze goede resultaten waren later ook te zien in testen met monsters van mensen met corona.
In dit project hebben wetenschappers van het Entomologie laboratorium van Wageningen University & Research en Université Paul Sabatier in Toulouse (Frankrijk) de startup voorzien van wetenschappelijk advies.
Schaalbaarheid BeeSense
De volgende stap is werken aan de schaalbaarheid van deze aanpak. Bijen zijn wereldwijd te vinden, het enige wat mensen nodig hebben is een machine om bijen te kunnen trainen. InsectSense heeft al een prototype ontwikkeld van een machine die automatisch meerdere bijen tegelijk kan trainen en een biosensor waarin getrainde bijen ingezet kunnen worden voor diagnoses. Deze technologie, ‘BeeSense’, kan een zeer goed diagnosesysteem zijn voor ontwikkelingslanden die uitdagingen ervaren op het gebied van infrastructuur en toegang tot hoogtechnologische technologieën.
Biochip en machine learning
Naast deze technologie werkt InsectSense ook samen met de wetenschappers van Wageningen University & Research aan hun ‘LumiNose technologie’, een biochip waarbij de insect genen ingezet worden voor een nauwkeurige detectie van vluchtige stoffen met dezelfde gevoeligheid als bij insecten. In deze technologie wordt machine learning gebruikt voor het maken van ‘vingerafdrukken’ van de vluchtige stoffen. Deze technologie kan snel testen, is niet-invasief, kosteneffectief, zeer nauwkeurig, en kan zelfs de ernst van een ziekte herkennen.