Potrebbe una passione per i cani portare a un premio Nobel?

I nostri migliori amici potrebbero salvare le nostre vite in un modo nuovo.

Quando Dina Zaphiris era una bambina, a lei e ai suoi familiari veniva spesso chiesto cosa voleva fare nella vita. La sua risposta è stata sempre: “Voglio lavorare con i cani! Voglio essere il migliore!”

Dina in effetti divenne un rinomato addestratore di cani ma la sua passione per i cani la portò molto oltre. Mio marito ed io siamo andati a Chico il mese scorso per intervistarla.

La storia di Dina:

Quando arrivammo a una grande struttura per addestrare i cani con spazi aperti e amichevoli e fotografie di Dina e dei suoi cani oltre le mura, fummo accolti da Dina, suo marito e due dei suoi cani. Dina aveva un grande sorriso sul suo viso. I suoi cani, Stewie, un bellissimo pastore australiano, e Linus, un giocoso pastore tedesco, entrambi addestrati per il rilevamento del cancro, sono venuti immediatamente da noi. Stewie voleva essere accarezzata e Linus voleva giocare con una palla. Ci siamo sentiti subito a nostro agio e abbiamo iniziato a intervistare Dina sulla sua passione per i cani.

Dina ci ha detto che è stata esposta ai cani in giovane età quando ha visitato suo zio che era un allevatore di cani. Ogni estate dall’età di 4 anni, Dina gestiva i cani, grazie a suo zio. I cani l’hanno affascinata. Erano pieni di amore incondizionato, accettazione e giocosità. La sua passione si consolidò quando lasciò New York, arrivò a Los Angeles e incontrò Richard Vye, un addestratore di cani e compagno di studi di Rudd Weatherwax (allenatore e proprietario della Lassie originale nel film Lassie Come Home ). Fu allora che decise di diventare lei stessa una addestratrice di cani. Per diversi anni ha lavorato a tempo pieno per addestrare i cani, in particolare i cani delle star del cinema, ma anche i cani per la ricerca e il soccorso, il rilevamento delle crisi epilettiche, il supporto all’equilibrio e il supporto emotivo. La sua passione per i cani l’ha portata ad essere l’ospite della serie Animal Planet Show Petfinder per un anno.

Poi nel 1990 sono successe due cose che hanno cambiato la direzione della sua vita: in primo luogo, ha sentito parlare di uno studio pubblicato su Lancet che descrive come un cane domestico annusava sempre una talpa sulla gamba di un paziente che ha indotto il paziente a vedere un dermatologo che ha diagnosticato un melanoma (avvisando il suo proprietario che ha innescato la resezione del cancro della pelle, il cane ha salvato la vita del suo proprietario). Secondo, alla madre di Dina, a Catherine fu diagnosticato un cancro al seno. Catherine aveva un seno molto denso ma poteva sentire un piccolo nodulo al seno che non era stato rilevato all’inizio con una mammografia. Fu solo più tardi, quando il nodulo divenne più grande, che una mammografia lo rilevò. Lo studio di Lancet e il cancro di sua madre fecero pensare a Dina: e se i cani oltre a quelli citati nella Lancet potessero rilevare il melanoma? E se i cani potessero scoprire cancri diversi dal melanoma. Infine, cosa sarebbe successo se Dina potesse addestrare i cani a rilevare i tumori prima dei test medici?

Queste domande rimasero domande fino al 2003, quando Dina sentì che il dott. McCulloch a San Anselmo, in California, voleva avviare un progetto di ricerca sulla capacità dei cani di rilevare il cancro al polmone e al seno attraverso il respiro espirato. Questo tipo di progetto era ciò a cui Dina aveva pensato per anni. Sapeva che i cani avevano molti più recettori olfattivi degli umani (300 milioni di recettori olfattivi nei cani contro 5 milioni negli umani) e poteva rilevare odori cento milioni di volte meno concentrati di quelli umani. Pensò che c’erano molte buone probabilità che i cani potessero rilevare il cancro con l’odore, così contattò il dottor McCulloch e si offrì di lavorare con lui. Ha accettato la sua offerta.

Una collaborazione produttiva ha seguito Kirk Turner, un altro addestratore di cani e il Dr. McCulloch, culminato nella pubblicazione di un articolo innovativo in Terapie Integrative Medicine nel 2006. L’articolo mostrava che i 5 cani addestrati da Dina e Kirk erano accurati al 99% nel rilevare carcinomi polmonari precoci e tardivi da campioni di respiro espirato (sensibilità del 99% e specificità del 99%) e che i canini erano accurati all’88% nel rilevare carcinoma mammario precoce e tardivo da campioni di respiro espirato (88% di sensibilità e 98% di specificità). Questa scoperta ha suggerito che i cani potevano allertare pazienti e medici all’inizio del cancro al polmone o al seno solo odorando il respiro esalato, con un semplice test che non era invasivo ed estremamente sensibile. Un tale test diagnostico potrebbe potenzialmente rivoluzionare il rilevamento del cancro, consentendo una diagnosi precoce senza test invasivi, che a sua volta potrebbe portare a trattamenti precoci e una percentuale più elevata di cure.

Ma le domande sorsero. Questi risultati potrebbero essere replicati con altri studi? Si potrebbero trovare altri tipi di cancro attraverso l’odore del respiro? O forse attraverso la pelle, l’urina, le feci o l’odore di sangue? Che tipo di composti organici volatili (VOC) sono stati rilevati dai cani?

Quando sorsero delle domande, si verificò un incidente che confermò che Dina era sulla strada giusta: quando Stewie uscì dalla macchina di Dina, la moglie del pool man Dina uscì dalla sua auto per salutare. Mentre la donna si inginocchiava, Stewie si sedette, appoggiò la zampa e indietreggiò, poi si sedette di nuovo, appoggiò di nuovo la zampa e indietreggiò di nuovo, segnalando che stava annusando il cancro. Quando Dina si scusò, la donna disse: “Non preoccuparti, so di avere un cancro alla tiroide.” Dina si sentì sollevata dal fatto che il cancro fosse conosciuto, ma anche orgoglioso di Stewie che aveva diagnosticato un altro tipo di cancro, un tipo che Stewie non aveva nemmeno stato addestrato per rilevare .

Ma questo portò una domanda su cosa fare in futuro se uno dei cani di Dina si incontrava per strada o in un negozio come un estraneo e segnalava sedendosi e mettendo la zampa in su che stava annusando un possibile cancro. Dina dovrebbe dire allo straniero che il cane aveva forse scoperto il cancro o no? Più Dina pensava alla risposta a quella domanda, più decise di non dire niente agli estranei per ora. Molti altri studi dovevano essere completati prima di poter affermare qualsiasi cosa.

Ma cosa sarebbe successo se i cani di Dina fossero stati avvisati di me o mio marito? Probabilmente non avremmo detto nulla, ma avremmo fatto un check-up completo rapidamente al ritorno dal nostro viaggio. Fortunatamente, i cani non si sono preoccupati di noi.

E se uno dei cani di Dina fosse stato avvisato su uno dei membri della famiglia di Dina? Questo ci riporta alla madre di Dina, Catherine. Sfortunatamente, Catherine ha avuto il suo primo cancro al seno molto tempo prima che i cani di Dina venissero addestrati a rilevare il cancro e dopo diverse recidive al seno, nel 2007, il cancro al seno di Catherine si diffuse in altre parti del corpo e lottò per la sua vita con l’aiuto di diversi trattamenti di chemioterapia fino alla sua morte nel 2010. Dina si chiese se avesse addestrato i suoi cani a rilevare il cancro prima, gli animali avrebbero potuto diagnosticare il cancro al seno di sua madre nel 1990 in una fase precedente e mantenere sua madre in vita.

In ricordo di sua madre, Dina ha creato la In Situ Foundation nel 2010, un’organizzazione no-profit 501 (c) 3 che allena i cani per rilevare il cancro.

Dal 2007, Dina ha addestrato i cani a partecipare a diversi studi: un secondo studio con il Dr. McCulloch per rilevare il carcinoma ovarico nel respiro espirato e uno studio a Maui dove Dina ha addestrato 10 Labrador per rilevare infezioni del tratto urinario nelle urine di persone disabili. Dina ha anche collaborato con Jeffrey Marks alla Duke University (Dipartimento di Chirurgia) che ha fornito campioni di alito espirato di pazienti con diagnosi di carcinoma ovarico e Dina ha addestrato due cani per rilevare il cancro orofaringeo da campioni di saliva per il dipartimento di chirurgia della testa e del collo di UC Davis . Più recentemente, Dina ha collaborato con Enloe Medical Center a Chico e attualmente sta addestrando un giovane cane di nome Enloe per rilevare diversi tipi di cancro da campioni di respiro e di urina.

Finora Dina ha addestrato 51 cani che scoprono il cancro, creato e brevettato il proprio protocollo di addestramento per cani che rileva il cancro e sta formando studenti e ricercatori da tutto il mondo.

Altre pubblicazioni in tutto il mondo:

Per quanto riguarda altre pubblicazioni, oltre alla pubblicazione iniziale di McCulloch (con l’aiuto di Dina) nel 2006, sono stati pubblicati molti altri studi con canini per sniffare il cancro. Fra quelli:

In Florida, USA, D. Pickel et al. pubblicato nel 2004 su Applied Animal Behavior Science un articolo che descrive l’accurata capacità di 2 cani di rilevare il cancro del melanoma da campioni di pelle.

In Giappone nel 2011, Hideto Sonoda e colleghi hanno studiato la capacità dei cani di rilevare il cancro del colon-retto da fiato espirato e campioni di feci di pazienti con e senza carcinoma del colon-retto. Hanno scoperto che i cani avevano un’alta sensibilità e specificità anche per il cancro precoce.

Anche in Francia nel 2011, Jean-Nicolas Cornu et al. pubblicato su European Urology Journal lo studio dell’alta capacità di un cane di rilevare il cancro alla prostata dall’odore delle urine.

In Svezia, nel 2013, György Horvath e colleghi hanno pubblicato uno studio sull’abilità dei 2 cani di rilevare il cancro ovarico dall’odore di una goccia di plasma sanguigno. I ricercatori hanno studiato 42 pazienti con cancro ovarico e 210 controlli sani. I cani hanno rilevato il cancro con una sensibilità del 97% e una specificità del 99%. Nella parte 2 dello studio, i cani sono stati in grado di prevedere con precisione che 3 pazienti avrebbero avuto una recidiva del loro cancro ovarico.

in Italia nel 2014, Gianluigi Taverna ha studiato la capacità di 2 pastori tedeschi di identificare il cancro alla prostata nei campioni di urina. Il dott. Taverna ha studiato 362 pazienti con cancro alla prostata e 540 controlli sani. Sensibilità e specificità erano molto alte (oltre il 97 percento) per entrambi i cani. I risultati sono stati pubblicati nel 2014 Journal of Urology. Studi simili sono stati condotti negli Stati Uniti.

Ma la domanda che tutti chiedono è:

Siamo pronti ad usare i cani per diagnosticare pazienti su una base di routine?

La risposta è: siamo vicini a quel punto ma non abbiamo ancora iniziato. Abbiamo bisogno di più studi controllati in doppio cieco ad alto volume. Ma in futuro, quando inizieremo ad esporre i pazienti a cani che scoprono il cancro, potremo diagnosticare potenziali tumori precoci, dando ai pazienti una prognosi migliore perché i cani possono rilevare il cancro solo annusando una goccia della nostra urina e un’odore del nostro respiro e quindi rilevare i tumori nella loro fase iniziale.

Cosa riserva il futuro?

Dina e molti ricercatori vogliono scoprire quali composti organici volatili (VOC) sono presenti nel respiro, nella saliva, nel plasma, nelle urine e nelle feci di persone affette da cancro. Per prima cosa, i ricercatori hanno cercato per molti anni di creare un naso elettronico, utilizzando la spettrometria di massa, per rilevare il cancro. Ma finora questi sforzi non si sono avvicinati al successo degli animali di Dina. Presumibilmente, i cani di Dina stanno rilevando qualche tipo di VOC, ma esattamente quali molecole sono i canini che annusano? I composti candidati, basati sulla nota biologia del cancro, includono quelli con nomi esotici come dimetilarginina, pirofosfatasi, peroxiredossina, peptidasi legata alla callicreina umana, attivatore del plasminogeno di tipo urochinasi, un prostasoma e annessina. Ma i VOC associati al cancro sono una di queste molecole semplici, o le firme cancerogene includono combinazioni di 2 o più di tali sostanze chimiche? Non lo sappiamo ancora davvero.

Forse una soluzione per scoprire i tumori precoci è quella di avere ricercatori di laboratorio che lavorano con cani che scoprono il cancro, aggiungendo ogni molecola sospetta e combinazione di due o più molecole alla normale urina o alito, quindi esaminare le reazioni dei cani per scoprire quali composti significano presenza di cancro.

Forse un’altra semplice soluzione per individuare i tumori precoci sarebbe quella di impiegare i cani part-time o a tempo pieno su una base di routine. Non sarebbe ironico se in un momento in cui usiamo tecnologie sempre più sofisticate, come l’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale, e in un momento in cui cerchiamo di sostituire i lavoratori umani con i robot, finiamo per pagare cani e i loro proprietari per il loro lavoro di rilevamento del cancro?

Allora forse i nostri cari cani con il loro amore incondizionato aiuteranno ancora una volta a salvare le vite degli umani.

E forse, grazie alla sua passione per i cani, Dina raggiungerà il suo sogno, sarà il miglior addestratore di cani al mondo per diagnosticare il cancro. Il suo obiettivo finale è quello di standardizzare protocolli in tutto il mondo e coordinare centri di ricerca multidisciplinari, creando team di biochimici e scienziati olfattivi che condivideranno scoperte e risultati. Forse, aiutando a identificare quali VOC significano la presenza di cancro, il lavoro di Dina alla fine porterà alla creazione di un naso elettronico, scoperta che potrebbe vincere un futuro premio Nobel.

Questo conclude la parte 1 di questo articolo. Restate sintonizzati per la seconda parte: come un cane di nome Enloe (uno degli ultimi cani addestrati da Dina) sta dando significato alla vita di un uomo e un ospedale una nuova immagine.

Riferimenti

http://www.biomedcentral.com/1471-2407/13/396 Horvath et al. BMC Cancer 2013, 13: 396

http://gut.bmj.com/content/gutjnl/60/6/814.full.pdf

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16484712 TERAPIE DI CANCRO INTEGRATIVO 5 (1); 2006 pp. 30-39

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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20970246

TERAPIE DEL CANCRO INTEGRATIVO 5 (1); 2006 pp. 1-10 McCulloch e altri in California

http://dx.doi.org/10.1016/j.juro.2014.09.099

http://dx.doi.org/10.1016/j.mehy.2015.04.024