Diese Tiere erkennen Krankheiten am Geruch

Ob Infektionskrankheit oder Krebs: Manche Tiere sind dazu in der Lage, eine Erkrankung zu erschnüffeln. Wer welche Diagnose stellen kann.

Von Liz Langley
Veröffentlicht am 13. Apr. 2023, 08:38 MESZ
Ein Beagle erkundet den Duft des Waldes.

Ein Beagle erkundet den Duft des Waldes. Hunde sind besonders gut für die Diagnostik geeignet und erkennen eine Vielzahl von Krankheiten bei Menschen und Tieren.

Foto von Johner Images, Getty Images

Je früher eine Krankheit erkannt wird, desto besser lässt sie sich behandeln. Zu diesem Zweck stehen eine Reihe von medizinischen Test und Vorsorgeuntersuchungen zur Verfügung. Doch auch Tiere sind dazu in der Lage, bestimmte Erkrankungen festzustellen: von Virus- und bakteriellen Infektionen bis hin zu Krebs.

So hat die Grauschwarze Sklavenameise Formica fusca zum Beispiel eine feine „Nase“ beim Erkennen von Brustkrebszellen bewiesen und lässt sich darauf trainieren, diese Zellen in Urinproben zu identifizieren. Andere Tiere, die Krankheiten am Geruch erkennen, folgen hier.

Hunde sind echte Allrounder

Hunde können nicht nur lernen, verschiedene Krebsarten – darunter Schwarzen Hautkrebs, Brust- und Magen-Darm-Krebs – zu erschnüffeln. Mit ihrer feinen Nase erkennen sie auch Infektionskrankheiten wie Malaria, die Parkinson-Krankheit und, wie eine Studie aus dem Jahr 2022 nachweisen konnte, sogar COVID-19.

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Doch diese Fähigkeit beschränkt sich nicht nur auf erkrankte Menschen. Hunde sind zum Beispiel auch in der Lage, Chronic Wasting Disease (CWD) zu identifizieren, eine ansteckende, degenerative Krankheit, die das Gehirn von Cerviden, also beispielsweise Hirschen, Rentieren und Elchen, befällt und tödlich verlaufen kann.

„Die Krankheit ist für das betroffene Tier verheerend und kann nur mithilfe einer Autopsie festgestellt werden“, sagt Cynthia Otto, Veterinärin an der University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine. Laut einer Studie, an der sie beteiligt war und die in der Zeitschrift Prion erschienen ist, können Hunde so trainiert werden, dass sie nur an den Fäkalien der Tiere schnuppern müssen, um eine Erkrankung zu erkennen.

Offenbar sind sie dazu in der Lage, den eigentlichen Erreger zu riechen. „Wir haben einige Pilotstudien zu bakteriellen Infektionen durchgeführt. Dabei haben wir gesehen, dass Hunde auf Proben infizierter Personen reagiert haben, nachdem wir sie auf bestimmte Bakterien trainiert haben“, sagt Otto. Beim Erkennen einer Krebserkrankung scheint es hingegen die Immunantwort des Körpers zu sein, die die Hunde erschnuppern. „Es könnte auch der Krebs selbst sein, aber das können wir noch nicht mit Sicherheit sagen“, so Otto.

Ratten erschnuppern Landminen und Tuberkulose

Ein anderes Tier mit einem Riecher für Gefahren ist Cricetomys gambianus, die Gambia-Riesenhamsterratte. Im Jahr 2004 setzte die belgische Non-Profit-Organisation APOPO in Mosambik erstmals zuvor dafür ausgebildete Ratten bei der Suche nach Landminen ein. Seitdem haben die Tiere dabei geholfen, über 150.000 Landminen in sieben Ländern unschädlich zu machen.

Die Gambia-Riesenhamsterratte (Cricetomys gambianus) wurde darauf trainiert, in bestimmten Gebieten Afrikas Tuberkulose und Landminen zu riechen.

Foto von National Geographic Photo Ark / Joel Sartore

In Tansania, wo APOPO seinen Hauptsitz hat, gibt es keine Landminen. Dafür ist das Land eines der 30 mit den höchsten Fallzahlen von Tuberkulose. Auch hier kann die Gambia-Riesenhamsterratte helfen. Laut Lily Shallom, Kommunikationsbeauftragte bei APOPO, sind die Tiere in der Lage eine Reihe von Gerüchen zu identifizieren, die für den Tuberkulose-Erreger Mycobacterium tuberculosis spezifisch sind.

Die Ratten werden trainiert, indem sie für jede Tuberkulose-Probe, die sie erkennen, mit Futter belohnt werden. Nach Abschluss ihrer Ausbildung wirken sie als zweite Prüfungsinstanz und sind dazu in der Lage, Proben von bis zu hundert Patienten in 20 Minuten zu überprüfen. Schlägt eine Ratte bei einer Probe, die zuvor als negativ identifiziert wurde, an, wird diese noch einmal genaueren Tests unterzogen. APOPO zufolge haben Ratten seit Beginn des Programms mehr als 23.000 Fälle von Tuberkulose entdeckt, die in den Gesundheitsvorrichtungen vor Ort nicht erkannt wurden und deren Trefferquote so um rund 50 Prozent erhöht.

COVID-19-Diagnose mit Honigbienen

In ihrer Funktion als Bestäuber sind Honigbienen für die Ökosysteme der Erde unverzichtbar. Niederländische Forschende haben im Jahr 2021 eine weitere nützliche Eigenschaft der Insekten festgestellt: Sie können SARS-CoV-2 riechen, den Erreger von COVID-19.

Der Geruchssinn der Honigbienen ist außerordentlich gut ausgebildet. Wie Ameisen riechen auch sie mithilfe ihrer Antennen. Für die niederländische Studie wurden Bienen aus der Region in kleine Plastikschachteln gesetzt, aus denen nur ihr Kopf herausschaute, in denen sie aber genug Platz hatten, um Körper und Flügel zu bewegen. So fixiert wurden ihnen verschiedene Geruchsproben präsentiert. Immer dann, wenn eine Biene als Reaktion auf eine COVID-positive Probe ihre Zunge ausrollte, erhielt sie zunächst eine süße Belohnung, später war keine positive Verstärkung mehr nötig.

Das Training geht schnell: In wenigen Minuten haben die Bienen gelernt, das Virus am Geruch zu erkennen. Ihr Geruchstest dauert nur wenige Sekunden. Welche Komponenten die Honigbienen genau in den SARS-CoV-2-infizierten Proben erkennen ist unbekannt. Die Forschenden sehen vor allem in abgelegenen Gebieten, in denen gängige Testmethoden nicht durchführbar sind, Einsatzpotential für die Honigbienen.

Fadenwürmer erkennen Krebs

Der Fadenwurm Caernorhabditis elegans ist ungefähr so groß wie ein Sandkorn. Seine Krankheitsgene ähneln den unseren und weil er durchsichtig ist, lassen sich Vorgänge in seinem Körper leicht unter dem Mikroskop beobachten. Das macht ihn zu einem häufigen Studienobjekt der Laborforschung.

Offenbar kann auch dieser Wurm Krebs erkennen. In einer Studie aus Japan wurde diese Fähigkeit in Zusammenhang mit Bauchspeicheldrüsen-, in einer italienischen Studie mit Brustkrebszellen festgestellt.  

In beiden Fällen wurde beobachtet, dass die Fadenwürmer sich auf Krebszellen zubewegen und sich von gesunden Zellen fernhalten. Das japanische Biotech-Unternehmen Hirotsu bietet auf dieser Grundlage den N-Nose-Screening-Test an, für den Urinproben eingeschickt werden können, die dann von Würmern überprüft werden.

Dieser Artikel wurde ursprünglich in längerer Form und englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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