Επιστήμονες βρήκαν τρόπο να κάνουν το δέρμα μας διάφανο

Μια επαναστατική νέα τεχνική χρησιμοποιεί μια χρωστική ουσία τροφίμων για να παρέχει ένα «παράθυρο» στο σώμα κάνοντας το δέρμα διαφανές.

Οι ερευνητές έκαναν διαφανές το δέρμα στο κρανίο και την κοιλιά των ζωντανών ποντικών εφαρμόζοντας ένα μείγμα νερού και μιας κοινής κίτρινης χρωστικής τροφίμων που ονομάζεται Tartrazine, που βρίσκεται συνήθως σε νιφάδες καλαμποκιού, γλυκά, ενεργειακά ποτά και ζωμό κοτόπουλου καθώς και στα πατατάκια.

Η πρωτοποριακή τεχνική, που περιγράφεται στην επιθεώρηση «Science», δίνει στους γιατρούς έναν νέο τρόπο να βλέπουν όργανα μέσα σε ένα σώμα, καθιστώντας τους υπερκείμενους ιστούς διαφανείς στο ορατό φως. Δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί σε ανθρώπους, καθώς οι βαφές τροφίμων μπορεί να είναι επιβλαβείς.

Αλλά η διαδικασία ήταν αναστρέψιμη σε δοκιμές με ζώα και οι επιστήμονες λένε ότι μπορεί τελικά να ισχύει για πολλές ιατρικές χρήσεις – από τον εντοπισμό τραυματισμών μέχρι την παρακολούθηση πεπτικών διαταραχών και τον εντοπισμό καρκίνων.

Οι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να προβλέψουν πώς το φως αλληλεπιδρά με τους βιολογικούς ιστούς στους οποίους έχει μπει βαφή. Οι προβλέψεις απαιτούσαν μια βαθιά κατανόηση της σκέδασης του φωτός, καθώς και της διαδικασίας διάθλασης, όπου το φως αλλάζει ταχύτητα και κάμπτεται καθώς ταξιδεύει από το ένα υλικό στο άλλο.

Η ερευνητική ομάδα εξήγησε ότι η διάθλαση του φωτός είναι ο λόγος που δεν μπορούμε να δούμε μέσα από το σώμα μας. Τα λίπη, τα υγρά μέσα στα κύτταρα, οι πρωτεΐνες και άλλα υλικά έχουν το καθένα διαφορετικό δείκτη διάθλασης, μια ιδιότητα που υπαγορεύει πόσο σημαντικά θα κάμπτεται ένα εισερχόμενο κύμα φωτός.

Στους περισσότερους ιστούς, αυτά τα υλικά συμπιέζονται στενά μεταξύ τους, έτσι οι ποικίλοι δείκτες διάθλασης προκαλούν τη διασπορά του φωτός καθώς περνά μέσα από αυτό. Είναι το φαινόμενο σκέδασης που τα μάτια μας ερμηνεύουν ως αδιαφανή, έγχρωμα, βιολογικά υλικά.

Οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι εάν ήθελαν να κάνουν το βιολογικό υλικό διαφανές, έπρεπε να βρουν έναν τρόπο να ταιριάζουν με τους διαφορετικούς δείκτες διάθλασης, ώστε το φως να μπορεί να ταξιδεύει ανεμπόδιστα.

Βασιζόμενοι σε θεμελιώδεις γνώσεις από τον τομέα της οπτικής, οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι οι βαφές που είναι οι πιο αποτελεσματικές στην απορρόφηση του φωτός μπορούν επίσης να είναι «πολύ αποτελεσματικές» στο να κατευθύνουν το φως ομοιόμορφα μέσα από ένα ευρύ φάσμα δεικτών διάθλασης.

Το υλικό

Μια βαφή που προέβλεψαν οι ερευνητές ότι θα ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματική ήταν η ταρτραζίνη, η βαφή τροφίμων που είναι πιο γνωστή ως FD & C Yellow 5. Όταν διαλύθηκαν στο νερό και απορροφήθηκαν στους ιστούς, τα μόρια της ταρτραζίνης αποδείχτηκε ότι ήταν τέλεια δομημένα ώστε να ταιριάζουν με τους δείκτες διάθλασης και να αποτρέπουν τη διασπορά του φωτός, με αποτέλεσμα τη διαφάνεια.

Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε αρχικά την τεχνική σε λεπτές φέτες στήθους κοτόπουλου. Καθώς οι συγκεντρώσεις της ταρτραζίνης αυξάνονταν, ο δείκτης διάθλασης του υγρού μέσα στα μυϊκά κύτταρα αυξήθηκε έως ότου ταιριάζει με τον δείκτη διάθλασης των μυϊκών πρωτεϊνών – η φέτα έγινε διαφανής. Στη συνέχεια, οι ερευνητές έτριψαν απαλά ένα προσωρινό διάλυμα ταρτραζίνης σε ποντίκια. Πρώτα, εφάρμοσαν το διάλυμα στο τριχωτό της κεφαλής, καθιστώντας το δέρμα διαφανές για να αποκαλύψει τα αιμοφόρα αγγεία που διασχίζουν τον εγκέφαλο.

Στη συνέχεια εφάρμοσαν το διάλυμα στην κοιλιά, η οποία έσβησε μέσα σε λίγα λεπτά για να δείξει συσπάσεις του εντέρου και κινήσεις που προκαλούνται από καρδιακούς παλμούς και αναπνοή. Όταν η βαφή ξεπλύθηκε, οι ιστοί επέστρεψαν γρήγορα στο φυσιολογικό. Η ταρτραζίνη δεν φάνηκε να έχει μακροπρόθεσμες επιδράσεις και οποιαδήποτε περίσσεια απεκκρίθηκε στα απόβλητα εντός 48 ωρών.

Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι η έγχυση της χρωστικής θα πρέπει να οδηγήσει σε ακόμη βαθύτερες απόψεις εντός των οργανισμών, με επιπτώσεις τόσο στη βιολογία όσο και στην ιατρική.