• Tweet

O descoperire incredibilă ar putea revoluționa medicina, facilitând diagnosticarea medicală și cercetarea biologică. Cercetătorii au dezvoltat o tehnică pentru a face transparentă pielea, folosind un colorant galben numit tartrazină, care se găsește în mod obișnuit în gustări și bomboane.

Într-un nou studiu de pionierat, cercetătorii au făcut transparentă pielea de pe craniul și abdomenul unor șoareci vii, aplicând pe zonele respective un amestec de apă și un colorant alimentar galben obișnuit numit tartrazină. În prezent, efectul a fost testat doar pe animale în laborator. Această metodă dezvăluie vasele de sânge și organele subiacente, putând revoluționa diagnosticarea medicală și cercetarea biologică prin transparentizarea țesuturilor umane pentru a obține informații mai profunde, mai ieftine și mai accesibile.

Dr. Zihao Ou, profesor asistent de fizică la Universitatea Texas din Dallas, este autorul principal al studiului, publicat în ediția tipărită din 6 septembrie a revistei Science. Cercetătorii de la Universitatea Stanford au dezvoltat o modalitate de a face pielea și alte țesuturi transparente folosind un simplu colorant alimentar, o tehnică reversibilă cu potențial de a revoluționa medicina internă. În clipul de mai sus, felii subțiri de piept de pui devin transparente la expunerea la colorantul FD & C Yellow 5.

„Am combinat colorantul galben, care este o moleculă care absoarbe majoritatea luminii, în special lumina albastră și ultravioletă, cu pielea, care este un mediu de împrăștiere. În mod individual, aceste două lucruri blochează trecerea majorității luminii. Dar când le-am pus împreună, am reușit să obținem transparența pielii de șoarece", a declarat Ou, care, împreună cu colegii săi, a realizat studiul în timp ce era cercetător postdoctoral la Universitatea Stanford înainte de a se alătura facultății UT Dallas din cadrul Școlii de Științe Naturale și Matematică în luna august.

„Pentru cei care înțeleg fizica fundamentală din spatele acestui lucru, are sens; dar dacă nu ești familiarizat cu ea, arată ca un truc de magie", a spus Ou. „Magia" se întâmplă deoarece dizolvarea moleculelor care absorb lumina în apă modifică indicele de refracție al soluției - o măsură a modului în care o substanță îndoaie lumina - într-un mod care se potrivește cu indicele de refracție al componentelor țesutului, cum ar fi lipidele. În esență, moleculele de colorant reduc gradul în care lumina se împrăștie în țesutul pielii, ca și cum s-ar risipi un banc de ceață.

În experimentele lor cu șoareci, cercetătorii au frecat apa și soluția de colorant pe pielea craniului și a abdomenului animalelor. Odată ce vopseaua s-a răspândit complet în piele, aceasta a devenit transparentă. Procesul este reversibil prin îndepărtarea prin spălare a colorantului rămas. Colorantul care a difuzat în piele este metabolizat și excretat prin urină.

„Este nevoie de câteva minute pentru ca transparența să apară", a spus Ou. „Este similar cu modul în care funcționează o cremă sau o mască facială: Timpul necesar depinde de cât de repede difuzează moleculele în piele." Prin pielea transparentă a craniului, cercetătorii au observat direct vasele de sânge de pe suprafața creierului. În abdomen, ei au observat organele interne și peristaltismul, contracțiile musculare care mișcă conținutul prin tractul digestiv.

Zonele transparente capătă o culoare portocalie, a spus Ou. Colorantul utilizat în soluție este cunoscut sub denumirea de FD&C Yellow #5 și este frecvent utilizat în chipsurile pentru gustări de culoare portocalie sau galbenă, în acoperirea bomboanelor și în alte alimente. Food and Drug Administration certifică nouă aditivi coloranți - tartrazina este unul dintre aceștia - pentru utilizarea în alimente.

„Este important ca colorantul să fie biocompatibil - este sigur pentru organismele vii", a spus Ou. „În plus, este foarte ieftin și eficient; nu avem nevoie de foarte mult din el pentru a funcționa". Cercetătorii nu au testat încă procesul pe oameni, a căror piele este de aproximativ 10 ori mai groasă decât cea a unui șoarece. În acest moment, nu este clar ce doză de colorant sau ce metodă de livrare ar fi necesară pentru a penetra întreaga grosime, a spus Ou.

„În medicina umană, avem în prezent ultrasunete pentru a privi mai adânc în interiorul corpului viu", a spus Ou. „Multe platforme de diagnosticare medicală sunt foarte scumpe și inaccesibile pentru un public larg, dar platformele bazate pe tehnologia noastră nu ar trebui să fie." Ou a declarat că una dintre primele aplicații ale tehnicii va fi probabil îmbunătățirea metodelor de cercetare existente în imagistica optică.

„Grupul nostru de cercetare este în mare parte academic, așa că unul dintre primele lucruri la care ne-am gândit când am văzut rezultatele experimentelor noastre a fost cum ar putea îmbunătăți acest lucru cercetarea biomedicală", a spus el. „Echipamentul optic, cum ar fi microscopul, nu este utilizat în mod direct pentru a studia oamenii sau animalele vii, deoarece lumina nu poate trece prin țesuturile vii. Dar acum că putem face țesutul transparent, ne va permite să observăm o dinamică mai detaliată. Aceasta va revoluționa complet cercetarea optică existentă în biologie."

În noul său Dynamic Bio-imaging Lab de la UTD, Ou va continua cercetările pe care le-a început cu Dr. Guosong Hong, profesor asistent de știința și ingineria materialelor la Stanford și autor corespondent al studiului. Ou a declarat că următorii pași în cercetare vor include înțelegerea dozei de moleculă de colorant care ar putea funcționa cel mai bine în țesutul uman. În plus, cercetătorii experimentează cu alte molecule, inclusiv materiale proiectate, care ar putea funcționa mai eficient decât tartrazina.

Autorii studiului de la Stanford, inclusiv autorul co-corespondent Dr. Mark Brongersma, profesor Stephen Harris la Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor, au fost finanțați prin granturi de la agenții federale, inclusiv National Institutes of Health, National Science Foundation și Air Force Office of Scientific Research. În calitate de cercetător postdoctoral interdisciplinar, Ou a fost sprijinit de Institutul de Neuroștiințe Wu Tsai de la Stanford. Cercetătorii au solicitat un brevet pentru această tehnologie, potrivit scitechdaily.com.