В новаторска разработка, която може да доведе до революция в медицинската диагностика, изследователи представиха нова техника, която прави биологичните тъкани прозрачни за видимата светлина. Този необичаен метод, който включва локално приложение на широко разпространено багрило, използвано в хранително-вкусовата промишленост, успешно прави кожата и други тъкани временно „невидими“, което позволява безпрецедентен преглед на вътрешните органи и структури.

Изследването се основава на задълбочено разбиране на начина, по който светлината взаимодейства с биологичните тъкани. Чрез манипулиране на коефициентите на пречупване на различни клетъчни компоненти изследователите са успели да предотвратят разсейването на светлината — явлението, което е причина за непрозрачния вид на повечето биологични материали.

В основата на това нововъведение е тартразинът — хранително багрило, известно като Е102 и FD&C Yellow 5. Когато се разтварят във вода и се абсорбират от тъканите, молекулите на тартразина се подреждат перфектно, за да съвпаднат с индексите на пречупване в различните клетъчни структури, като ефективно елиминират разсейването на светлината и предизвикват прозрачност.

Първоначалните експерименти с тънки резени от пилешки гърди са показали ефикасността на техниката, като нарастващите концентрации на разтвора на тартразин постепенно са направили тъканта прозрачна. След това изследователите преминават към живи животни, като прилагат разтвора върху мишки. Резултатите са поразителни: когато се прилага върху скалпа, кожата става прозрачна, разкривайки сложни мрежи от кръвоносни съдове в мозъка. По подобен начин нанасянето върху корема позволява да се наблюдават в реално време чревните контракции и движенията, причинени от ударите на сърцето и дишането.

Методът се отличава с няколко предимства пред съществуващите технологии за визуализация. Той може да разкрива особености в микронна скала и да подобрява наблюденията под микроскоп. Важно е, че ефектът е временен и обратим — тъканите се връщат към нормалната непрозрачност, когато боята се изплакне, а излишъкът се отделя по естествен път в рамките на 48 часа, без видими дългосрочни ефекти.

Последиците от този пробив се простират далеч отвъд фундаменталните изследвания. Медицинските специалисти очакват, че тази техника може значително да подобри диагностиката и наблюдението на широк спектър от състояния — от локализиране на наранявания до проследяване на храносмилателни разстройства и идентифициране на ракови заболявания.

Тъй като изследователският екип продължава да усъвършенства техниката, той проучва възможността за инжекционни версии на багрилото, които потенциално биха могли да осигурят още по-дълбок поглед към живите организми. Това може да доведе до по-прецизни и по-малко инвазивни диагностични процедури, което в крайна сметка ще подобри резултатите на пациентите в различни области на медицината.

Източник и снимки: Zihao Ou et al, Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules, Science (2024). www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

Christopher J. Rowlands et al, Turning tissues temporarily transparent, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr7935 , www.science.org/doi/10.1126/science.adr7935