Could a breathalyzer detect cancer? - Julian Burschka

Translator: Bekhall Peshraw Reviewer: Daban Q. Jaff

How is it that a breathalyzer can measure the alcohol content in someone’s blood,

چۆن ئامێرى پێوانەيى كهول ڕێژەى كهولى خوێنى كەسێك ديارى دەكات،

hours after they had their last drink, based on their breath alone?

دواى چەند كاتژمێرێك خواردنەوە، تەنها پشت بە هەناسەدان دەبەستێـ؟

Exhaled breath contains trace amounts of hundreds, even thousands,

هەناسە هەڵمژراوەكان بڕى هەزار، تەنانەت هەزارەها شوێنەوارى تێدايە،

of volatile organic compounds:

لە پێكهاتە ئەندامييە هەڵچووەكان:

small molecules lightweight enough to travel easily as gases.

گەرديلەكان سووك و تەواون بۆ ئەوەى وەك گاز بگوازرێنەوە.

One of these is ethanol, which we consume in alcoholic drinks.

يەكێك لەوانە ئيتانۆلە، كە لە خواردنەوە كهوليەكان بەكارى دەهێنين.

It travels through the bloodstream to tiny air sacs in the lungs,

بەناو دەمارەكانى خوێندا بۆ كيسەى هەوايى زۆر بچوك لە سيەكان دەگوازرێتەوە،

passing into exhaled air at a concentration 2,000 times lower,

و ٢٠٠٠ جار نزمتر بە هەواى هەڵمژراودا تێدەپەڕێت،

on average, than in the blood.

بەتێكڕايى لەناو خوێندا.

When someone breathes into a breathalyzer,

كاتێك كەسێك لە ئامێرى پێوانەى كهولى هەناسە دەدات،

the ethanol in their breath passes into a reaction chamber.

ئيتانۆل لە هەناسەوە بەرەو ژوورى كاردانەوە تێپەر دەبێت.

There, it’s converted to another molecule, called acetic acid,

لەوێ بۆ تەخمێكى تر دەگۆڕێت، پێي دەگووترێت ترشى ئەستيك،

in a special type of reactor that produces an electric current during the reaction.

لە جۆرێكى تايبەتى كاردانەوەكە بە درێژايى كاردانەوەكە تەزووى كارەبا بەرهەم دەهێنێت.

The strength of the current indicates the amount of ethanol

هێزى تەزووەكە بڕى ئيتانۆل پيشان دەدات

in the sample of air, and by extension in the blood.

لە شێوەى هەوادا، و بە درێژكردنەوەى بەناو خوێندا.

In addition to the volatile organic compounds like ethanol

جگە لە پێكهاتە ئەنداميە هەڵچووەكان وەك ئيتانۆل

we consume in food and drink,

كە لە خواردن و خواردنەوە بەكاريدەهێنين،

the biochemical processes of our cells produce many others.

پڕۆسە كيميايەكانى ناو خانەكانمان چەندين توخمى تر بەرهەم دەهێنن.

And when something disrupts those processes, like a disease,

كاتێك شتێك ئەم زانستە تێكدەدەن، وەك: نەخۆشى،

the collection of volatile organic compounds in the breath

گروپى پێكهاتە ئەندامييە هەڵچووەكان لە هەناسەدان

may change, too.

لەوانەيە ئەوانيش بگۆڕێن.

So could we detect disease by analyzing a person’s breath,

كەواتە دەتوانين نەخۆشيەكە بە شيكردنەوەى هەناسەى كەسەكە بدۆزينەوە،

without using more invasive diagnostic tools

بەبێ بەكارهێنانى ئامرازەكمانى دۆزينەوەى بەردەست

like biopsies, blood draws, and radiation?

وەك بيۆپسيس، كشانەوەى خوێن و تيشكى ئێكس؟

In theory, yes,

لە ڕووى تيۆريەوە، بەڵێ،

but testing for disease is a lot more complicated than testing for alcohol.

بەڵام پشكنينى نەخۆشى لە پشكنينى كهول زۆر ئاڵۆز ترە.

To identify diseases,

بۆ ناسينى نەخۆشيەكان،

researchers need to look at a set of tens of compounds in the breath.

تۆژەران پێويستە تەماشاى كۆمەڵەيەكى هەناسەدان بكەن.

A given disease may cause some of these compounds

لەوانەيە نەخۆشيەكى ديارىكراو ببێتە هۆى هەندێك لەو تێكىڵانە

to increase or decrease in concentration, while others may not change—

چڕيان زياد يان كەم بكات، لەكاتێكدا هەندێك نەگۆڕێن --

the profile is likely to be different for every disease,

دەركەوتنى هەر نەخۆشيەك لەوەى تر جياوازە،

and could even vary for different stages of the same disease.

و لەوانەيە لە قۆناغى جياى هەمان نەخۆشى جياوازى هەبێت،

For example, cancers are among the most researched candidates

بۆ نموونە، شێرپەنجە يەكێكە لە زۆررين تۆژينەوەى پاڵێوراو

for diagnosis through breath analysis.

بۆ دەستنيشان كردنى نەخۆشى هەناسەدان.

One of the biochemical changes many tumors cause

يەكێك لە گۆڕانكاريە كيميايەكان چەندين گرێى لێ دروست بووە،

is a large increase in an energy-generating process

كە ئەمەش زياديەكى بەرچاوە لە هێزى-نەوەيى

called glycolysis.

پێيدەگووترێت شيبوونەوە

Known as the Warburg Effect,

ناسراوە بە كاريگەرى واربێرگ،

this increase in glycolysis results in an increase of metabolites like lactate

ئەم زيادبوونى شيبوونەوەيە دەبێتە هۆى ميتابۆليتەكانى وەك لاكتين زياد بكەن

which in turn can affect a whole cascade of metabolic processes

كە بەپێچەوانەوە دەتوانێت كاريگەرى لەسەر هەموو زنجيرەكانى ميتابۆڵيەكان هەبێت

and ultimately result in altered breath composition,

و لە كۆتايدا پێكهاتەى هەناسەدانەكان دەگۆڕێت،

possibly including an increased concentration of volatile compounds

لەوانەيە بريتى بێت لە زيادبوونى چركردنەوەى پێكهاتە هەڵچووەكان

such as dimethyl sulfide.

وەك گۆگرديكى ديميتێل.

But the Warburg Effect is just one potential indicator of cancerous activity,

بەڵام كاريگەرى واربێرگ تەنها نيشاندەرى چالاكى شێرپەنجەيە،

and doesn’t reveal anything about the particular type of cancer.

و هيچ شتێك دەرناكەوێت لە جۆرێكى تايبەتى شێرپەنجە.

Many more indicators are needed to make a diagnosis.

دياريكەرى زياتر بۆ دەستنيشان كردنى پێويستە.

To find these subtle differences,

بۆ بەدەستهێنانى ئەم جياوازيە وردانە،

researchers compare the breath of healthy people

تۆژەران بەراوردى كەسە هەناسە تەندروستەكان دەكەن

with the breath of people who suffer from a particular disease

و هەناسەى ئەكەسانەى تووشى نەخۆشى تايبەت بوون

بەكارهێنانى زانياريە تايبەتەكان پشت بە سەدان نموونەى هەناسەدان دەبەستن.

using profiles based on hundreds of breath samples.

This complex analysis requires a fundamentally different,

ئەم شيكاريە ئاڵۆزە پێويستى بە جۆرێكى جياواز هەيە،

more versatile type of sensor from the alcohol breathalyzer.

بۆ دۆزينەوەى هەستەوەرى پێوانەيى كهول.

There are a few being developed.

گەشەكردن كەم بوو.

Some discriminate between individual compounds

هەندێك جياوازى لەنێوان پێكهاتەى تاكەكان هەيە

by observing how the compounds move through a set of electric fields.

بەهۆى ئەوەى چۆن پێكهاتەكان لەناو مەودايەكى كارەبايدا دەجوڵێن.

ئەوانى تر مەودايەكى بەرگريكار بەكاردەهێنن كە لە ماددە جياوازەكانەوە دروست دەكرێت

Others use an array of resistors made of different materials

that each change their resistance when exposed to a certain mix

هەر يەكێكيان بەرگريەكەى دەگۆڕێت بۆ خستنە ڕووى تێكەڵەيەكى دياريكراو

of volatile organic compounds.

لە پێكهاتە ئەنداميە هەڵچووەكان.

There are other challenges too.

هەروەها بەرەنگارى تريش هەيە.

These substances are present at incredibly low concentrations—

ئەم ماددانە لە چڕبونەوەيەكى كەمدا ئامادەن-

typically just parts per billion,

بەشێوەيەكى ئاسايى بۆ هەر بەشێك مليۆنێك،

much lower than ethanol concentrations in the breath.

ڕێژەيەكى زۆر كەمترە لە چڕبوونەوەى ئيتانۆل لە هەناسەدا.

Compounds’ levels may be affected by factors other than disease,

لەوانەيە جگە لە نەخۆشى ئاستى پێكهاتەكان كاريگەرى لەسەر ئەو هۆكارانە هەبێت،

including age, gender, nutrition, and lifestyle.

لەوانەيە: تەمەن، ڕەگەز، خۆراك و شێوازى ژيان.

Finally, there’s the issue

لە كۆتايدا، كێشەيەك هەيە

of distinguishing which compounds in the sample

پەيەندى بە جياوازى پێكهاتەكان لە نموونەكە هەيە

were produced in the patient’s body

لە جەستەي نەخۆشدا بەرهەمى دەهێنين

and which were inhaled from the environment

كە لە ژينگەى دەورووبەر هەڵمژراوە

shortly before the test.

كەمێك پێش پشكنينەكە.

Because of these challenges, breath analysis isn’t quite ready yet.

بەهۆى ئەو بەرەنگاريانەى هێشتا لە شيكارى هەناسەدان ئامادە نيە.

But preliminary clinical trials on lung, colon,

بەڵام پشكنينە سەرەتاييە پزيشكيەكان لەسەر سى و كۆڵۆن،

and other cancers have had encouraging results.

و شێرپەنجەكانى تر ئەنجامى هاندەريان هەبوو.

One day, catching cancer early might be as easy as breathing in and out.

لەوانەيە ڕۆژێك دەستنيشان كردنى شێرپەنجە ئاسان بێت وەك هەناسە دان و هەناسە فڕێدان.