DDDPROJECT – DISEASE DETECTING DOG PROJECT POWSTAŁ W ODPOWIEDZI NA ZAPOTRZEBOWANIE NA BADANIA NAD ZDOLNOŚCIĄ PSÓW DO WYKRYWANIA ZAPACHU CHOROBY.
O nas
Jesteśmy zespołem naukowców i trenerów psów pasjonujących się możliwościami psiego węchu i praktycznym aspektem wykorzystania go. Kierownikami projektu są dr Agata Kokocińska-Alexandre i dr Martyna Woszczyło. Dr Agata Kokocińska-Alexandre od lat prowadzi badania nad detekcją chorób przez zwierzęta, m.in. broniąc swoją pracę doktorską pt.: Identyfikacja zapachowych biomarkerów czerniaka w moczu myszy, z zastosowaniem metod behawioralnych i analitycznych. Badania te zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie naukowym Journal of Veterinary Behavior (JVEB_2019_138R1) w artykule pt.: Can mice be trained to discriminate urine odor of conspecifics with melanoma before clinical symptoms appear? (Kokocińska-Kusiak A. i wsp. 2020). Praca ta okazała się przełomowa, bowiem udowodniła, że zmiany w profilu lotnych związków organicznych pojawiają się przed wszelkimi zmianami klinicznymi, możliwymi do wykrycia w tak wczesnym stadium rozwoju choroby (Kokocińska-Kusiak A. i wsp. 2020, Overall, 2020). Dr Martyna Woszczyło zaś specjalizuje się w analizie działania zmysłu psiego węchu, a także bada rolę feromonów i ich wpływ na zachowanie u psów. Jej kluczowy artykuł The Role of Urine in Semiochemical Communication between Females and Males of Domestic Dog (Canis familiaris) during Estrus został opublikowany w prestiżowym czasopiśmie Animals (Woszczyło M. i wsp. 2020), wnosząc ważne, dotąd niezbadane informacje do wiedzy o etogramie psów. Dr Kokocińska-Alexandre i dr Martyna Woszczyło aktywnie prowadzą szereg projektów naukowych dotyczących detekcji chorób przez psy, mantrailingu, zachowania psów oraz predyspozycji psów do pracy. Dr Agata obecnie jest adiunktem na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu. Poza pracą stricte naukową, dr Agata jest zoopsychologiem, instruktorem szkolenia zwierząt BIAZA oraz instruktorem szkolenia psów w detekcji i mantrailingu. Prowadzi swoją szkołę Ethoplanet Etologiczne Centrum Szkoleniowo-Doradcze. Dr Martyna Woszczyło jest czynnie pracującym zoopsychologiem specjalizującym się w medycynie behawioralnej. Prowadzi swoją szkołę Pet Idea.
Psi węch
Zmysł węchu (zwany także zmysłem powonienia) odpowiada za odbieranie bodźców chemicznych, które znajdują się w otaczającym środowisku (powietrzu lub wodzie), w postaci lotnych związków organicznych (LZO). Graniczna wyczuwalność zapachów przez psy w porównaniu z człowiekiem jest o rzędy wielkości niższa (Lasa i Browarska – Walczowska, 2003), co sprawia, że jest nam trudno wyobrazić sobie, co mogą czuć te zwierzęta. Dlatego też zaczęto badać zmysł węchu innych zwierząt i ludzi, a także porównywać ich skuteczność w wykrywaniu zapachów. Okazało się, że zwierzęta można z powodzeniem wykorzystywać do detekcji zapachów, które dla człowieka są niewyczuwalne.
Psi węch- co pies jest w stanie wyczuć?
Psy wyszkolone do wykrywania materiałów wybuchowych i min lądowych są obecnie największą grupą pracujących psów do wykrywania zapachów na świecie (Gazit i Terkel, 2003). Są uważane za najbardziej niezawodne, wszechstronne i opłacalne detektory materiałów wybuchowych (Furton i Myers, 2001, Lorenzo et al., 2003). Zdolność psów do lokalizowania docelowych zapachów podczas ignorowania wielu innych, zakłócających zapachów napotykanych w środowisku, w którym właśnie pracują (np. W portach lotniczych) jest uważana za lepszą niż w przypadku wielu sprzętów (Furtonand Myers, 2001). Psy można także szkolić w celu identyfikacji obszarów zanieczyszczonych niebezpiecznymi substancjami chemicznymi, przykładowo takimi jak toluen (Arner i wsp., 1986).
Psy są także popularnie wykorzystywane przez służby celne do wyszukiwania nielegalnych narkotyków, w tym m.in. kokainy, heroiny, metamfetaminy i marihuany (Lorenzo et al., 2003) i są stosowane rutynowo do przesiewania milionów ludzi i towarów przekraczających granice międzynarodowe przez lotniska, porty morskie, a także pocztę (Adams i Johnson, 1994, Rouhi, 1997). Psy do wykrywania narkotyków są również wykorzystywane przez policję do wykrywania i powstrzymywania używania nielegalnych substancji i handlu nimi (Ritz, 1994).
Coraz bardziej popularne jest wykorzystywanie psów do wykrywania biologicznych zapachów, w tym przede wszystkim zapachu ludzkiego w osmologii policyjnej. Psy potrafią rozpoznać zapach osoby nawet wtedy, gdy miesza się ją z zapachem innej osoby lub z innymi silnie pachnącymi substancjami (Kalmus, 1955). Policja w niektórych krajach używa psów do identyfikacji przestępców, dopasowując zapach sprawcy na miejscu zbrodni do zapachu podejrzanego. Dla niektórych sił policyjnych jest to najcenniejsze zadanie, jakie może wykonać pies policyjny, ale jest kontrowersyjne (Schoon, 1997), ponieważ wiarygodność dowodów w postaci zapachu wskazanego przez psa została podważona w wielu badaniach (Schoon, 1996).
Psy ratownicze są wykorzystywane do poszukiwania zaginionych osób, w tym m.in. ofiar lawinowych, trzęsień ziemi, powodzi, czy katastrof lotniczych oraz osób, które utonęły (Fenton, 1992, Hebard, 1993). Osobno są szkolone także psy do wykrywania zwłok, które poszukują rozkładających się ciał ludzkich (Lasseter i in., 2003) i są wykorzystywane do lokalizowania ofiar nieszczęśliwych wypadków. Psy wykrywające zwłoki (ang. cadaver-detection dogs) są wyszkolone do znajdowania także śladów ludzkich zwłok, takich jak szczątki szkieletowe lub płyny i błonniki tkanek, zarówno na powierzchni ziemi, jak i zakopane, czy znajdujące się w wodzie (Fenton, 1992, Lasseter i wsp., 2003). Są one w stanie szybko przeszukiwać duże obszary pod kątem ludzkich szczątków, oszczędzając znacznie czas i wysiłek służb (Komar, 1999).
Psy są wykorzystywane do celów bezpieczeństwa biologicznego w różnych okolicznościach, w tym w kontroli granicznej.
Są przykładowo używanew poszukiwaniu brązowych węży drzewnych (Boiganirregularis), zapobiegając w ten sposób przypadkowemu rozprzestrzenianiu się tego gatunku (Engeman i wsp., 1998a, Engeman i wsp., 1998b), mogą także zlokalizować owady, które są pasożytami roślin (np. ryjkowiec czerwonofioletowy Rhynchophorus ferrugineus (Nakash i wsp., 2000), termity podziemne (Reticulitermes flavipes Kollar) (Brooks i in., 2003), muchę śrubową (Cochliomyia hominivorax) (Welch, 1990), ślimaki (Welch, 1990) i wiele innych.
Psy mogą nawet służyć do wykrywania drobnoustrojów, jak np. cyjanobakterii (Shelby i in., 2004), czy typowych form budowlanych grzybów i pleśni (Kiddy i wsp., 1978, Kiddy i wsp., 1984).
Psy mogą także rozróżniać mleko krowy w okresie przedrujowym, w oestrus i dioestru (Hawk i wsp., 1984).
Psy mogą być także wykorzystywane do lokalizowania i monitorowania szeregu zagrożonych gatunków zwierząt, co ułatwia pracę badaczom i ekologom. Często trudno jest zebrać informacje na temat zagrożonych gatunków ze względu na ich niskie zagęszczenie i duże połacie terenu, który mogą zamieszkiwać. W wielu krajach w tym celu stosuje się psy (scat dog), szkoląc je do wykrywania konkretnych typów odchodów (scatów) (Long i wsp., 2002), np. w Ameryce Północnej są wykorzystywane do lokalizowania niedźwiedzi (Wasser i wsp. 2004, Akenson i wsp., 2001, Hurt i wsp., 2000), rzadkiego podgatunku lisa długouchego San Joaquin (Vulpes macrotis mutica) w USA (Smith i wsp., 2003), w Rosji zaś tą samą metodą odróżnia się różne gatunki, w tym tygrysy, które psy identyfikują poprzez wąchanie zebranych próbek moczu i dopasowywanie ich do zbioru w bibliotece danych (Kerley, 2003).
DETEKCJA CHORÓB PRZEZ PSY
W ostatnich kilkunastu latach ukazało się kilkanaście prac eksperymentalnych wykazujących zdolność odróżniania przez wyszkolone psy zapachu próbek wydychanego powietrza, moczu, kału lub skrawków tkanki nowotworowej
od pacjentów z różnymi nowotworami zdiagnozowanymi histopatologicznie, takimi jak: rak płuca (McCulloch i wsp. 2006, Walczak i wsp. 2012, Ehmann i wsp. 2012, Amundsen i wsp. 2014), rak sutka (McCulloch i wsp. 2006, Gordon i wsp. 2008), prostaty (Cornu i wsp. 2011, Elliker i wsp. 2014, Taverna i wsp. 2015), jajnika (Horvath i wsp. 2008), pęcherza moczowego (Willis i wsp. 2004), jelita grubego (Sonoda i wsp. 2011), od próbek zapachowych od osób zdrowych.
Pierwsze doniesienie o przypadku spontanicznego wykrycia czerniaka
u swojego właściciela przez nieszkolonego psa opublikowali w czasopiśmie The Lancet Williams i Pembroke (1989), a następnie Church i Williams (2001). Autorzy
ci postawili hipotezę, że nieprawidłowa synteza białek związana ze wzrostem czerniaka powoduję zmiany w zapachu, na który pies reagował. W kolejnej pracy przeprowadzono specjalne szkolenie dwóch psów do wykrywania komórek czerniaka pobranych od siedmiu pacjentów, a następnie nałożonych na ciała ochotników biorących udział w eksperymencie z użyciem psów (Pickel i wsp. 2004). W pięciu przypadkach psy lokalizowały bezbłędnie komórki czerniaka, w jednym przypadku psy wskazywały komórki, co do których badanie histopatologiczne dawało początkowo wynik negatywny, pomimo podejrzeń klinicznych, jednak późniejsze, dokładniejsze badanie histopatologiczne wykazało w próbce obecność pewnej frakcji komórek czerniaka. W przypadku jednego pacjenta ani psy, ani badanie dermatologiczne nie wykazały czerniaka, który jednak stwierdzono w badaniu histopatologicznym (Pickel i wsp. 2004). Psy mogą zatem identyfikować węchem zarówno czerniaka na skórze pacjentów, jak i próbki czerniaka umieszczone na ciele zdrowych osób, co sugeruje, że lotne związki organiczne pochodzące z tego nowotworu różnią się zapachem od lotnych związków wydzielanych przez zdrową skórę (Pickel i wsp., 2004).
Znane są także psy alarmujące epizody hipoglikemii u ludzi cierpiących na cukrzycę typu 1 (Hardin i wsp. 2015) lub ostrzeganie o napadzie padaczkowym (Strong, i wsp. 1999), jednakże w tych przypadkach nie ma pewności, czy zwierzęta te reagują na specyficzne zmiany w ludzkich zapachach, czy też drobne zmiany w zachowaniu chorego tuż przed atakiem. Edney (1993) opisał zachowanie 37 psów, które zareagowały na epilepsję swoich właścicieli. Spośród tych psów 57% wykazywało charakterystyczne, dziwne zachowania przed napadem, a 68% zachowywało się podobnie podczas samego napadu padaczkowego. Czynności psów przed wystąpieniem ataku człowieka były głównie ukierunkowane na zwracanie uwagi, takie jak: szczekanie, podskakiwanie i nadmierna uważność; podczas gdy zachowanie psów reagujących podczas ataków ich właścicieli było głównie określane jako ochronne, w tym siedzenie i przebywanie u boku ich właścicieli. Psy wyszkolone do ostrzeżenia swoich właścicieli przed zbliżającymi się atakami epileptycznymi były w stanie konsekwentnie wskazać swoim właścicielom, że atak jest nieuchronny, z ostrzeżeniem na 10 do 45 minut przed atakiem (Strong i wsp., 1999, Brown and Strong, 2001). Istnieje prawdopodobieństwo, że psy są w stanie wykryć zapachy wyemitowane przez ich właścicieli przed epilepsją, ale także mogą reagować na subtelne zmiany w zachowaniu opiekuna (Edney, 1993). Ponad jedna trzecia osób z cukrzycą zgłosiła, że ich psy reagują na ich ataki hipoglikemii (Lim i wsp., 1992, cytowany w Chen i wsp., 2000). W trzech przypadkach opisano psy wykrywające atak hipoglikemiczny, zanim ich właściciele zauważyli jakiekolwiek objawy (Chen i wsp., 2000). Psy wykazywały szereg nietypowych zachowań przed hipoglikemią właścicieli oraz podczas ich hipoglikemii, w tym bieganie i ukrywanie się, szczekanie i uniemożliwienie właścicielowi opuszczenia domu. Żadne z opisanych psów nie powróciło do normalnych zachowań, dopóki ich właściciele nie ustabilizowali stężenia glukozy we krwi. Mechanizmy, za pomocą których psy wykrywają zmiany w poziomach glukozy we krwi człowieka, nie są znane, ale podejrzewa się, że psy rozpoznają zmiany zapachu związane ze zwiększoną potliwością, prawdopodobnie w połączeniu z drżeniem mięśni i zmianami zachowania (Chen i wsp., 2000).
O projekcie
Stworzyliśmy specjalistyczne centrum szkoleniowe działające pod Ethoplanet przygotowujące psy do wykrywania próbek pochodzących od osób chorych (wirusy, choroby nowotworowe, cukrzyca, i inne), ale także do sygnalizowania ataków chorób, aby ułatwić życie osobom borykającym się z cukrzycą i epilepsją, a także innymi chorobami. Odpowiednio przeszkolone psy poza sygnalizowaniem nadejścia ataku (ang. alert dog), mogą być także nauczone zapewniania podstawowej pomocy podczas i zaraz po ataku (ang. reponse dog), zaś psy poszukujące zapachu choroby- mogą być wykorzystane m.in. w czasach epidemii w celu szybkiego przesiewu osób będących potencjalnym nosicielem choroby (np. koronawirusa wywołującego COVID-19). Nasze centrum
Cele szczegółowe:
- Opracowanie przez naukowców i trenerów najbardziej efektywnego protokołu treningowego psów.
- Wprowadzenie psów do przestrzeni publicznej w celu poszukiwania osób będących nosicielami koronawirusa.
- Szkolenie psów dla osób potrzebujących w celu m.in. sygnalizowania nadejścia ataku (cierpiących na cukrzycę lub epilepsję).
Możliwości wykorzystania psiego węchu i możliwości treningowe są bardzo dobrze udowodnione w literaturze naukowej. W ostatnich kilkunastu latach ukazało się wiele eksperymentalnych wykazujących zdolność odróżniania przez wyszkolone psy zapachu próbek wydychanego powietrza, moczu, kału lub skrawków tkanki nowotworowej od pacjentów z różnymi nowotworami zdiagnozowanymi histopatologicznie, takimi jak: rak płuca (McCulloch i wsp. 2006, Walczak i wsp. 2012, Ehmann i wsp. 2012, Amundsen i wsp. 2014), rak sutka (McCulloch i wsp. 2006, Gordon i wsp. 2008), prostaty (Cornu i wsp. 2011, Elliker i wsp. 2014, Taverna i wsp. 2015), jajnika (Horvath i wsp. 2008), pęcherza moczowego (Willis i wsp. 2004), jelita grubego (Sonoda i wsp. 2011), od próbek zapachowych od osób zdrowych.
Znane są także psy alarmujące epizody hipoglikemii u ludzi cierpiących na cukrzycę typu 1 (Hardin i wsp. 2015) lub ostrzegające o napadzie padaczkowym (Strong, i wsp. 1999). Edney (1993) opisał zachowanie 37 psów, które zareagowały na epilepsję swoich właścicieli. Psy wyszkolone do ostrzeżenia swoich właścicieli przed zbliżającymi się atakami epileptycznymi były w stanie konsekwentnie wskazać swoim właścicielom, że atak jest nieuchronny, z ostrzeżeniem na 10 do 45 minut przed atakiem (Strong i wsp., 1999, Brown and Strong, 2001). Ponad jedna trzecia osób z cukrzycą zgłosiła, że ich psy reagują na ich ataki hipoglikemii (Lim i wsp., 1992, cytowany w Chen i wsp., 2000). W trzech przypadkach opisano psy wykrywające atak hipoglikemiczny, zanim ich właściciele zauważyli jakiekolwiek objawy (Chen i wsp., 2000).
DDD A COVID-19
COVID-19 to ostra choroba zakaźna układu oddechowego wywołana zakażeniem wirusem SARS-CoV-2, o której po raz pierwszy poinformowano w Wuhan w Chinach w grudniu 2019 r. Pomimo ogromnych wysiłków w celu opanowania choroby, COVID-19 rozprzestrzenił się teraz na ponad 100 krajów i spowodował globalną pandemię (Shi i wsp. 2020). Dane literaturowe wskazują na możliwość skutecznego wykorzystania odpowiednio przeszkolonych psów w celu wykrywania zapachu choroby, dlatego też mogą być wykorzystane do wskazywania osób będących potencjalnymi nosicielami koronawirusa. Dzięki temu procesowi można usprawnić badania przesiewowe oraz kontrole w miejscach publicznych. Projekt ma na celu usprawnienie walki z epidemią koronawirusa poprzez szybkie wskazywanie przez psy osób, które warto poddać testom diagnostycznym.
Nasz zespół specjalistów, naukowców i trenerów psów pod okiem dr Agaty Kokocińskiej przy współpracy z Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu, Izbą Administracji Skarbowej i Wojskowym Instytutem Higieny i Epidemiologii im. K. Kaczkowskiego pracuje obecnie nad projektem dotyczącym wdrożeniem psów do wykrywania koronawirusa.
BADANIE PILOTAŻOWE Z IAS
(OŚRODEK SZKOLENIOWY W KAMIONIE)
W 2021r. Krajowa Administracja Skarbowa przy współpracy z Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu uczestniczyła w pilotażowym szkoleniu psów służbowych w kierunku wczesnego wykrywania Sars – CoV – 2 u ludzi autorstwa dr Agaty Kokocińskiej, pod kierownictwem prof. Michała Dzięcioła. W wyniku innowacyjnego szkolenia osiągnięto wyniki skuteczności wykrywania na poziomie 95% co stanowi bardzo wysoki współczynnik oraz świadczy o niezwykłych możliwościach psów i ich nosów.
Badanie pilotażowe przeprowadzone zostało na terenie Ośrodka Szkoleniowego w Kamionie – centralnego ośrodka szkolenia zespołów kynologicznych KAS i obejmowało okres 8 tygodni. Sam proces szkolenia psów trwał 5 tygodni, zaś 3 tygodnie poświęcono na wstępne przygotowanie psów i przewodników oraz na testy olfaktoryczne z wykorzystaniem olfaktometru w celu sprawdzenia jakości węchu przed i po pracy z materiałem biologicznym.
W szkoleniu udział wzięły cztery zespoły przewodników z psami służbowymi, odpowiednio z Izby Administracji Skarbowej z: Gdańska, Opola, Rzeszowa i Warszawy. W trakcie szkolenia psy zapoznane zostały z zapachem osób chorych na COVID – 19 – próbki zapachowe w postaci sączków zapachowych pobranych od pacjentów Centralnego Szpitala Klinicznego MSWiA w Warszawie.
W wyniku osiągniętych rezultatów KAS wraz z zespołem badawczo – naukowym poddały pod dyskusję kolejny II etap szkolenia pilotażowego, który możliwy będzie po uzyskaniu oceny Komisji Bioetycznej. W związku z pracami trwającymi nad analizą osiągniętych wyników oraz analizą możliwych do zaimplementowania rozwiązań KAS pozostaje w stałym kontakcie z grupą badawczo – naukową. Po uzyskaniu wyników II etapu pilotażu możliwe będzie wskazanie kolejnych rozwiązań wskazujących na wykorzystanie psów szkolonych do wczesnego wykrywania Sars – C–V – 2 u ludzi.
BADANIA NAD DETEKCJĄ CHORÓB WIRUSOWYCH
W 2021r. otrzymaliśmy grant z Narodowego Centrum Nauki pt.:
Jak pachnie zakażenie wirusowe? Analiza lotnych związków organicznych oraz możliwości ich detekcji na modelach linii komórkowych oraz modelach mysich.
Skrócony opis projektu znajduje się tutaj.
Z aplikacyjnego punktu, największą wartością projektu było skrócenie procesu treningowego w kierunku detekcji wirusów do 8 dni. Opracowany przez dr Agatę Kokocińską-Alexandrę protokół można poznać na kursie AlertDog.
Zapach choroby to nie metafora – to konkretne, lotne związki organiczne, które powstają w organizmie i mogą być wykrywane z niezwykłą precyzją. Psy, dzięki wyjątkowo czułemu węchowi, potrafią rozpoznawać te subtelne zmiany znacznie szybciej niż dostępne metody diagnostyczne.
Nowoczesne badania pozwalają identyfikować „profil zapachowy” infekcji, w tym chorób wirusowych, i wykorzystywać go w treningu psów detekcyjnych. To otwiera drogę do szybkiej, nieinwazyjnej diagnostyki opartej na naturalnych zdolnościach zwierząt.
Alert dog to przyszłość medycyny – połączenie nauki, technologii i niezwykłych możliwości psiego nosa.
Obecnie opublikowano już 2 artykuły z tego projektu:
1.Volatile Organic Compounds Induced upon Viral Infection in Cell Culture: Uniform Background Study with Use of Viruses from Different Families
Anna Karolina Matczuk, Julia Wolska, Maria Olszowy, Agata Kublicka, Adam Szumowski, Agata Kokocińska-Alexandre, Michał Dzięcioł, Jacek Łyczko, Martyna Woszczyło, Marcin J Skwark, Antoni Szumny, Animals, 2025
2.Trained Scent Dog Detection and GC-MS Analysis of Volatile Organic Compounds from Murine Coronavirus-Infected Cell Cultures
Agata Kokocińska-Alexandre, Martyna Woszczyło, Michał Dzięcioł, Agata Kublicka, Adam Szumowski, Jacek Łyczko, Katarzyna Barłowska, Antoni Szumny, Marcin J Skwark, Anna Karolina Matczuk, Animals, 2026
Kierownicy projektu
Instruktorzy Szkolenia Psów
Konferencje i szkolenia
Konferencje
Szkolenia
Publikacje
|
3
Effects of novel odours on the mating behaviour in mice
Agata Kokocińska, John Ensminger, Tadeusz Jezierski 2017/7/1, Animal Science Papers and Reports
|
Sklep z artykułami do detekcji
Jesteśmy jedynym w Polsce producentem profesjonalnego sprzętu do nauki detekcji zapachów przez psy. Wykonujemy stojaki i uchwyty do szeregów zapachowych, karuzele zapachowe, miski do wdrukowania zapachu i wiele innych. Wszelkie akcesoria tworzymy na potrzeby klienta. Zainteresowane osoby zapraszamy do kontaktu pod dddproject@ethoplanet.com
Karuzela zapachowa: 6500 – 12 000 PLN
(do wyboru różne typy uchwytów, liczba ramion i materiał)
Stojak z uchwytem na próbkę: 350-550 PLN
Miski do wdrukowania zapachu: 250zł
Podane ceny są cenami orientacyjnymi. Cena zależy od materiału, typu uchwytów i liczby zamówionych sztuk.
Kontakt
Dr inż. Agata Kokocińska-Alexandre akokocinska@ethoplanet.com
Dr n. wet. Martyna Woszczyło mwoszczylo@ethoplanet.com