Deze speurhonden leren het coronavirus te ruiken

Tuukka houdt van frisbeeën. Griz is dol op zijn oranje knijpbal. Als Toby niks te doen heeft, doet hij een dutje of blaft hij tegen langsrijdende auto's. Deze verder doodgewone viervoeters beschikken echter over een heel bijzondere gave: samen met nog enkele andere onderzoekshonden kunnen ze de unieke geur van SARS-CoV-2 herkennen, het virus dat COVID-19 veroorzaakt.

Terwijl de ziekte in de hele wereld om zich heen greep en wetenschappers methoden ontwikkelden als de PCR-test (polymerase chain reaction) om het nieuwe coronavirus bij mensen te kunnen vaststellen, onderzochten wetenschappers van de School of Veterinary Medicine van de University of Pennsylvania of honden ook konden worden getraind in het opsporen van besmettingen.

Tijdens een eerder onderzoek, waarover in april een artikel verscheen in het vakblad PLOS ONE, bleek al dat het virus een geur heeft die door speciaal opgeleide honden kan worden herkend in urine en speeksel. Nu zijn de onderzoekers bezig om, met de hulp van Tuukka, Griz, Toby, Rico en Rixo, uit te zoeken of viervoeters ook de geur van het coronavirus kunnen herkennen op bezwete T-shirts.

Als de honden het virus zouden kunnen detecteren op kleding, dan zouden ze kunnen worden ingezet in openbare ruimten als vliegvelden en stadions.

‘De grote vraag is: kunnen we dit idee ook echt gebruiken in de dagelijkse praktijk,’ stelt Cynthia Otto, een van de onderzoekers en directeur van het School of Veterinary Medicine Working Dog Center van de University of Pennsylvania. ‘Kunnen de honden mensen eruit pikken? Dat zou heel wat kunnen opleveren, denk ik.’

Cynthia Otto, directeur van het Working Dog Center, is bezig met Duitse herder Rico. Otto denkt dat het mogelijk is om in de toekomst honden op te leiden voor COVID-19-controles bij mensen in openbare ruimten als vliegvelden of stadions.

De geur van zweet

Honden hebben een geurvermogen waarvan vermoed wordt dat het 1.000 tot 10.000 keer zo goed is als dat van de mens. Daarom worden ze ingezet voor allerlei taken. Zo kunnen ze allerlei aandoeningen ruiken, zoals de eerste tekenen van Parkinson, diabetes, verschillende soorten kanker, opkomende epileptische aanvallen en malaria. Ze worden ingezet voor zoek- en reddingsacties na natuurrampen en dragen bij aan militaire operaties door verborgen explosieven aan te wijzen. Sommige honden helpen de medewerkers van de douane bij hun zoektocht naar smokkelwaar, van drugs tot ivoor. Ze kunnen stropers opsporen, vrachtschepen controleren op ratten die mogelijk zouden kunnen ontsnappen in afgelegen havens en bedreigde en invasieve soorten aan hun geur herkennen.

In het voorjaar van 2020 startten onderzoekers van de Amerikaanse universiteit met de training van de honden in het herkennen van het nieuwe coronavirus in urine- en speekselmonsters. In november begonnen ze de honden erop te trainen om hetzelfde te doen met zweet. Bij de aanvang van het leerproces krijgen de honden monsters met de geur van het virus en vervolgens een beloning. Wanneer de honden die geur hebben leren associëren met een aangename ervaring, kunnen de officiële tests beginnen.

De onderzoekers doen een aantal bezwete T-shirts en afleidende voorwerpen (schone kleding, scheepsmateriaal of ontsmettingsalcohol) in met gaas bedekte bussen die zijn bevestigd aan het eind van een metalen wiel met acht spaken. Slechts een van die bussen bevat een T-shirt dat werd gedragen door iemand bij wie in de 48 uur daarna COVID-19 werd geconstateerd. De honden weten dat ze rond het wiel moeten lopen tot ze dat ene monster hebben gevonden.

In het onderzoek uit april met urine- en speekselmonsters bleken de honden het virus met een nauwkeurigheid van 96% te kunnen opsporen, aldus Otto. Hoewel het onderzoek met bezwete T-shirts nog loopt, zijn de honden ook hierin opmerkelijk succesvol, vertelt ze.

Roxie is de snelste: het lukte haar om het wiel rond te lopen en het juiste monster te herkennen in slechts 12 seconden. Rico, die wat bedachtzamer is, doet er zo'n 23 seconden over om het goede shirt te vinden.

Meghan Ramos, een sport- en revalidatiearts in opleiding bij het Working Dog Center, neemt met een wattenstokje wat slijm weg uit de bek van Tuukka, terwijl Essler, het baasje van Tuukka, haar vasthoudt. Het is voor het eerst dat Tuukka meewerkt aan geuronderzoek. ‘Het was grappig om te zien hoe ze haar best moest doen. De overgang van het gewone ruiken in huis naar het opsporen van COVID is net zoiets als overgaan van gewoon rekenen naar wiskunde,’ vertelt Essler.

Speurhonden in de praktijk

De honden herkennen het coronavirus aan de geur van de vluchtige organische bestanddelen, de chemische stoffen die tijdens de stofwisseling in de lichaamscellen als afvalproducten worden uitgestoten, zoals urine, speeksel en zweet.

Deze bestanddelen zijn ‘een soort vingerafdrukken van een ziekte’, vertelt Amritha Mallikarjun, die als postdoc meewerkt aan het onderzoek. Mensen kunnen deze stoffen niet ruiken, maar honden hebben een supersterk geurvermogen: ze beschikken niet alleen over al die receptoren, maar hun neusgaten leiden naar tientallen holtes en buisjes waarin geuren kunnen blijven hangen. ‘Er zijn daar veel plekjes waar de lucht kan wervelen en het oppervlak kan raken, waar deze wordt opgevangen door de geurreceptoren van de hond,’ legt ze uit.

Elders ter wereld zijn soortgelijke studies gedaan of gaande, zoals in het V.K. en in Frankrijk. Zo concludeerde dierenarts en hoogleraar Domique Grandjean van de Franse École nationale vétérinaire d'Alfort dat honden het verschil konden ruiken tussen zweetmonsters van mensen die al dan niet positief scoorden op een coronatest. Hij vertelt National Geographic dat hij nu gaat onderzoeken of honden ook de varianten van COVID-19 kunnen herkennen. En op de luchthaven Helsinki-Vantaa in Finland worden al honden ingezet om besmette passagiers op te sporen.

Sommige voorstanders van speurhonden voor COVID-19 stellen dat de dieren als vervanging kunnen dienen voor andere tests, zoals PCR-tests, waarvoor het nodig is om een wattenstaafje in neus of keel te krijgen en waarvan de verwerking soms enkele dagen in beslag neemt. Honden die het virus kunnen ruiken in zweet zouden tussen rijen mensen door kunnen lopen, en direct infecties kunnen ruiken, aldus Mallikarjun. Het risico is daarbij minimaal: uit onderzoek is gebleken dat SARS-CoV-2 niet via zweet op mensen (of dieren) kan worden overgedragen.

Het reukvermogen van de honden kan ook worden gebruikt voor het ontwikkelen en programmeren van kunstmatige neuzen, elektronische apparatuur die op dezelfde manier werkt als blaasapparaten, om mensen te controleren op COVID-19.

Tuukka, een mix van Duitse herder, husky en bordercollie, oefent bij het wiel in het herkennen van het virus.

Onderzoekers zamelden voor het onderzoek T-shirts in van vrijwilligers uit de hele Verenigde Staten. De vrijwilligers moeten het effen witte T-shirt een nacht dragen en het opsturen met de resultaten van een recente coronatest - of een kopie van hun vaccinatiebewijs.

Maar volgens anderen is het nog te vroeg om te bepalen welke rol honden kunnen spelen in de strijd tegen de pandemie. ‘Ik zie zeker mogelijkheden,’ aldus Anna Durbin, hoogleraar International health aan de Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Naar haar zeggen kunnen speciaal opgeleide honden worden ingezet als aanvulling op andere maatregelen. Zo zouden zij een eerste test kunnen uitvoeren, die later nog wordt bevestigd door een test in het laboratorium, waardoor een eventueel besmet persoon direct voorzorgsmaatregelen kan nemen.

En niet elke hond is geschikt als speurhond. ‘Veel mensen zijn enthousiast over het idee van COVID-19-detectiehonden, maar we moeten nadenken over welke hond de juiste is voor dit soort onderzoek. Het dier moet betrouwbaar zijn, en zich niet gaan vervelen,’ aldus Otto.

Volgens Alexandra Horowitz, een specialist op het gebied van de cognitie van honden die niet betrokken is bij het onderzoek, zijn honden die graag werken voor een beloning het meest succesvol in dit soort geurtaken. ‘Die doen wat er ook maar van ze gevraagd wordt om die beloning te krijgen.’

Dat gaat zeker op voor Griz, beamen de onderzoekers. Hij is onvermoeibaar bezig om zijn eigen, unieke beloning te krijgen: die oranje knijpbal. ‘Daar is hij echt dol op,’ aldus Mallikarjun. ‘Hij vindt het geweldig om erin te bijten, dan is hij helemaal blij.’

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com