Científicos utilizan colorante alimentario encontrado en Doritos para hacer ratones 'transparentes'

Un método que hace que la piel sea temporalmente transparente podría ofrecer a los investigadores una forma no invasiva de mirar el interior de los cuerpos de ratones vivos.

Transparencia óptica en ratones vivos . Las moléculas fuertemente absorbentes disueltas en agua pueden modificar el RI del medio acuoso a través de las relaciones de Kramers-Kronig para igualarlo al de los lípidos. Este enfoque puede hacer que varias muestras sean transparentes, incluidos tejido de pechuga de pollo y cuerpos de ratones vivos para visualizar una amplia gama de estructuras profundas. Barras de escala, 5 mm.

Los investigadores han descubierto que un tinte que ayuda a darle a Doritos su tono naranja también puede volver transparentes los tejidos del ratón. La aplicación del tinte a la piel de ratones vivos permitió a los científicos observar a través de los tejidos las estructuras inferiores, incluidos los vasos sanguíneos y los órganos internos. El método, descrito en Science, podría ofrecer una forma menos invasiva de controlar los animales vivos utilizados en la investigación médica.

En una serie de experimentos que podrían haber sido sacados de las páginas de ciencia ficción, investigadores de la Universidad de Stanford masajearon una solución que contenía tartrazina, la sustancia química que se encuentra en el colorante alimentario conocido como “amarillo número 5”, en el abdomen, el cuero cabelludo y las patas de ratones. Unos cinco minutos más tarde, la aplicación del tinte en el cuero cabelludo permitió al equipo examinar pequeños zigzags de vasos sanguíneos; colocarlo en el abdomen ofreció una visión clara de los intestinos del ratón que se contraían con la digestión y reveló otros movimientos relacionados con la respiración. El equipo también utilizó la solución en la pata del ratón y pudo discernir fibras musculares debajo de la piel. La técnica puede hacer que los tejidos sean transparentes sólo hasta una profundidad de unos 3 milímetros, por lo que actualmente tiene un uso práctico limitado para tejidos más gruesos y animales más grandes.

Estos resultados pueden parecer mágicos, pero se basan en la ciencia básica de la óptica y son un gran paso en la larga búsqueda para ver qué hay debajo de la superficie de los cuerpos sin usar un bisturí. “Se podía ver a través del ratón. He trabajado en óptica durante 30 años y pensé que el resultado fue asombroso”, dijo Adam Wax, oficial de programa que se especializa en biofotónica en la Fundación Nacional de Ciencias, uno de los financiadores de la investigación.

La técnica puede ayudar a los científicos a responder preguntas en biología; por ejemplo, permitiría a los investigadores observar la actividad cerebral de un ratón, incluso en las partes más profundas del cerebro. Podría usarse para diagnosticar tumores profundos sin cirugía, ayudar a localizar una vena para una extracción de sangre o hacer que los procedimientos cosméticos como la eliminación de tatuajes sean más precisos, dijo Guosong Hong, científico de materiales en Stanford y uno de los líderes del estudio.

“No es como Harry Potter. … No estamos haciendo una capa de invisibilidad real”, dijo Christopher Rowlands, un investigador de biofotónica del Imperial College de Londres que no participó en el estudio pero planea probar la técnica en su laboratorio. Incluso si esta hazaña no alcanza algunas de las nociones más fantásticas de invisibilidad, Rowlands dijo que el nuevo trabajo fue "un gran problema", ya que permitió a los investigadores observar diez veces más profundamente el tejido vivo con una simple aplicación tópica de un colorante alimentario común. "Si alguno de mis colegas no está entusiasmado, es porque no entendió las implicaciones", dijo.

Un experimento contraintuitivo ¿Cómo el colorante alimentario amarillo brillante vuelve transparente el tejido? Para entender por qué, es esencial considerar en primer lugar la razón por la que las cosas parecen opacas. La técnica funciona cambiando la forma en que los tejidos corporales que normalmente son opacos interactúan con la luz. Los fluidos, grasas y proteínas que forman tejidos como la piel y los músculos tienen diferentes índices de refracción (una medida de cuánto desvía un material la luz): los componentes acuosos tienen índices de refracción bajos, mientras que los lípidos y las proteínas tienen índices altos. Los tejidos parecen opacos porque el contraste entre estos índices de refracción hace que la luz se disperse. Los investigadores especularon que agregar un tinte que absorba fuertemente la luz en dichos tejidos podría reducir la brecha entre los índices de refracción de los componentes lo suficiente como para hacerlos transparentes. En 1897, el escritor de ciencia ficción H.G. Wells publicó “El hombre invisible”, la historia de un científico que inventó un suero para alterar la forma en que las células del cuerpo refractan la luz, volviéndose invisible. Esto es conceptualmente similar a lo que hicieron los investigadores de Stanford.

Al aplicar los principios de física de los libros de texto, los investigadores pudieron detectar moléculas que, según predijeron, cambiarían la forma en que los tejidos biológicos refractan la luz al ser absorbidas por el cuerpo. Dieron con la tartrazina disuelta en agua. Pero la prueba estaba en el experimento. Remojaron una rebanada de pollo crudo en una solución de tartrazina y descubrieron que el pollo se volvía transparente a medida que aumentaban la cantidad de tartrazina. Cuando frotaron esa solución sobre la piel de los ratones, vieron aparecer órganos internos. La tartrazina redujo la cantidad de refracción, la luz se dispersó menos y el tejido apareció claro. Cuando se eliminó el tinte, el tejido volvió a la normalidad y los científicos informaron "toxicidad sistémica mínima" en los ratones. Aunque la tartrazina se utiliza como colorante alimentario común, esta técnica no ha sido probada en humanos y no es el tipo de efecto que se produciría en las concentraciones minúsculas que se producen cuando las personas reciben un poco de polvo de las patatas fritas con sabor en sus manos.

Hong dijo que su laboratorio no está trabajando con tejidos o sujetos humanos, y señaló que los experimentos en humanos requieren aprobación ética, por lo que no está claro cuándo los investigadores podrían probar esta técnica en personas. Rowlands dijo que estaba intrigado por la posibilidad de identificar otros tintes que hicieran lo mismo en dosis más bajas.

Francesco Pavone, físico especializado en biofotónica de la Universidad de Florencia, dijo que el estudio iniciaría una carrera dentro del campo para encontrar aplicaciones. "El objetivo final es utilizarlo en un ser humano y, hasta ahora, estamos limitados", dijo Pavone. "El mayor avance que veo aquí es que finalmente podría ser accesible para los humanos".

Tomado de: The Washington Post

Fuente: Science