Could a breathalyzer detect cancer? - Julian Burschka

Tłumaczenie: Natalia Obremska Korekta: Ola Królikowska

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

Jak to się dzieje, że nawet długo po ostatnim drinku

można zmierzyć poziom alkoholu we krwi

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

tylko na podstawie badania wydychanego powietrza?

Exhaled breath contains trace amounts of hundreds, even thousands,

W wydychanym powietrzu zawarte są śladowe ilości setek, a nawet tysięcy

of volatile organic compounds:

lotnych związków organicznych,

small molecules lightweight enough to travel easily as gases.

małych cząsteczek dość lekkich, żeby przemieszczać się jako gazy.

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

Jedna z nich to etanol spożywany w napojach alkoholowych.

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

Jest on transportowany przez krwioobieg do małych pęcherzyków płucnych,

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

gdzie dostaje się do wydychanego powietrza

w stężeniu około 2 tysięcy razy niższym niż we krwi.

on average, than in the blood.

When someone breathes into a breathalyzer,

Kiedy wydycha się powietrze do alkomatu,

the ethanol in their breath passes into a reaction chamber.

obecny w nim etanol jest przenoszony do komory reakcyjnej.

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

Tam przekształcany jest w inną cząsteczkę zwaną kwasem octowym.

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

Podczas tego procesu specjalny reaktor wytwarza prąd elektryczny.

The strength of the current indicates the amount of ethanol

Siła prądu wskazuje ilość etanolu w próbce powietrza,

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

a tym samym we krwi.

In addition to the volatile organic compounds like ethanol

Lotne związki organiczne pochodzą nie tylko z substancji,

we consume in food and drink,

które spożywamy wraz z jedzeniem i piciem, tak jak etanol.

the biochemical processes of our cells produce many others.

Wytwarzają ją też biochemiczne procesy, zachodzące w komórkach.

And when something disrupts those processes, like a disease,

Kiedy ten proces zostanie zaburzony na przykład przez chorobę,

the collection of volatile organic compounds in the breath

skład wolnych związków organicznych w wydychanym powietrzu

may change, too.

również może ulec zmianie.

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

Czy jest więc możliwe wykrycie choroby tylko dzięki analizie oddechu

without using more invasive diagnostic tools

bez użycia bardziej inwazyjnych narzędzi diagnostycznych,

like biopsies, blood draws, and radiation?

jak biopsja, badanie krwi i tomografia?

In theory, yes,

Teoretycznie tak.

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

Jednak diagnostyka chorób jest bardziej skomplikowana

niż badanie poziomu alkoholu we krwi.

To identify diseases,

Żeby zidentyfikować choroby,

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

badacze muszą przyjrzeć się dziesiątkom związków zawartych w oddechu.

A given disease may cause some of these compounds

Dana choroba może spowodować, wzrost albo spadek części z nich,

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

pozostawiając inne bez zmian.

the profile is likely to be different for every disease,

Profil prawdopodobnie będzie inny dla każdej z chorób,

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

a nawet odmienny w zależności od stopnia jej zaawansowania.

For example, cancers are among the most researched candidates

Przykładowo nowotwory są jednym z najlepiej przebadanych kandydatów

for diagnosis through breath analysis.

do diagnozy dzięki analizie oddechu.

One of the biochemical changes many tumors cause

Jedną z biochemicznych zmian, jaką powoduje wiele guzów,

is a large increase in an energy-generating process

jest wzrost aktywności procesu generującego energię

called glycolysis.

zwanego glikolizą.

Known as the Warburg Effect,

Wysoka aktywność glikolizy, nazywana efektem Warburga,

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

powoduje wzrost ilości metabolitów, takich jak mleczan,

which in turn can affect a whole cascade of metabolic processes

który może mieć wpływ na całą lawinę procesów metabolicznych.

and ultimately result in altered breath composition,

Doprowadza to do zmian w składzie wydychanego powietrza,

possibly including an increased concentration of volatile compounds

włączając w to zwiększoną zawartość lotnych związków,

such as dimethyl sulfide.

jak siarczek dimetylu.

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

Jednak efekt Warburga

to tylko jeden z potencjalnych wskaźników rakotwórczych procesów

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

i nie mówi nic o rodzaju nowotworu.

Many more indicators are needed to make a diagnosis.

Żeby postawić diagnozę, potrzeba wielu badań.

To find these subtle differences,

Żeby znaleźć te subtelne różnice,

researchers compare the breath of healthy people

naukowcy porównują oddech zdrowych ludzi

with the breath of people who suffer from a particular disease

z oddechem ludzi cierpiących na daną chorobę,

wykorzystując setki próbek wydychanego powietrza.

using profiles based on hundreds of breath samples.

This complex analysis requires a fundamentally different,

Do tak skomplikowanej analizy potrzeba

more versatile type of sensor from the alcohol breathalyzer.

czujnika bardziej wszechstronnego niż ten w alkomacie.

W opracowaniu jest kilka takich urządzeń.

There are a few being developed.

Some discriminate between individual compounds

Niektóre z nich rozróżniają pojedyncze związki,

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

badając ruch substancji przez zbiór pól elektrycznych.

Others use an array of resistors made of different materials

Inne wykorzystują układ rezystorów wykonanych z różnych materiałów,

that each change their resistance when exposed to a certain mix

które zmieniają opór po wystawieniu

na daną mieszankę lotnych związków organicznych.

of volatile organic compounds.

There are other challenges too.

Pojawiają się też inne wyzwania.

These substances are present at incredibly low concentrations—

Te związki są obecne w oddechu w niewiarygodnie niskiej koncentracji,

typically just parts per billion,

zaledwie jednej na miliard,

much lower than ethanol concentrations in the breath.

czyli dużo mniejszej niż wykrywalna ilość etanolu.

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

Na ilość tych związków mogą mieć wpływ czynniki inne niż choroba,

including age, gender, nutrition, and lifestyle.

jak wiek, płeć, dieta i tryb życia.

Finally, there’s the issue

Pojawia się też problem z odróżnieniem,

of distinguishing which compounds in the sample

które z pobranych związków powstały w ciele pacjenta,

were produced in the patient’s body

and which were inhaled from the environment

a które zostały wchłonięte wraz z powietrzem

shortly before the test.

tuż przed przeprowadzeniem badania.

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

Z tego powodu analiza oddechu nie jest w pełni gotowa.

But preliminary clinical trials on lung, colon,

Jednak wstępne testy kliniczne na raku płuc, odbytu i innych

and other cancers have had encouraging results.

dają przekonujące rezultaty.

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

Pewnego dnia wczesne wychwycenie nowotworu

może stać się tak proste, jak oddychanie.