Descubren cómo hacer que la piel y los músculos sean temporalmente transparentes con colorante alimentario común

 (theguardian.com)
2 puntos por GN⁺ 2024-09-07 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Investigadores de Stanford University demostraron que un colorante alimentario común puede volver temporalmente transparentes la piel, los músculos y el tejido conectivo de animales vivos, permitiendo ver órganos y vasos sanguíneos
  • El colorante alimentario amarillo tartrazine cambia el índice de refracción de los tejidos, reduce la dispersión de la luz y permite que, en particular, las longitudes de onda de luz roja pasen a mayor profundidad
  • La pechuga de pollo se volvió transparente a la luz roja pocos minutos después de sumergirse en una solución de tartrazine, y en ratones se observaron órganos bajo la piel del abdomen y vasos sanguíneos del cerebro en la cabeza
  • La transparencia es reversible y repetible, pero por ahora la profundidad a la que penetra el colorante limita la profundidad observable
  • Aún no se ha probado en humanos, por lo que debe demostrarse su seguridad; siguen abiertas posibles aplicaciones médicas como encontrar venas, monitorear enfermedades digestivas y detectar tumores

Ver tejidos vivos con colorante alimentario

  • Investigadores de Stanford University confirmaron que un colorante alimentario común puede hacer que la piel, los músculos y el tejido conectivo sean temporalmente transparentes
  • Al aplicar el colorante en el abdomen de ratones, se pudieron ver el hígado, los intestinos y la vejiga a través de la piel abdominal
  • En un experimento en el que se aplicó el colorante sobre la cabeza rasurada de ratones, fue posible observar los vasos sanguíneos del cerebro
  • La piel tratada vuelve a su color original al retirar el colorante con agua

Cómo funciona: igualar el índice de refracción para reducir la dispersión de la luz

  • Cuando la luz entra en tejidos biológicos, se dispersa mucho debido a diferencias en el índice de refracción de estructuras internas como membranas lipídicas y núcleos celulares
  • La luz se desvía al pasar entre materiales con distintos índices de refracción, y esa dispersión hace que el tejido se vea opaco
  • Ciertos tintes pueden facilitar el paso de determinadas longitudes de onda de luz a través de la piel y otros tejidos
  • Cuando un tinte de fuerte absorción cambia el índice de refracción del tejido, se reducen las diferencias de índice de refracción entre distintos tejidos y se suprime la dispersión
  • Este enfoque se parece al planteamiento de la novela de 1897 de HG Wells, The Invisible Man, donde se iguala el índice de refracción de un objeto con el del aire circundante

Resultados del experimento con tartrazine

  • Los experimentos del equipo se publicaron en Science
  • La pechuga de pollo fresca se volvió transparente a la luz roja pocos minutos después de sumergirse en una solución del colorante alimentario amarillo tartrazine
    • tartrazine es un colorante alimentario amarillo usado en productos como Doritos y la bebida SunnyD en Estados Unidos
    • El tinte reduce la dispersión de la luz dentro del tejido, lo que permite que la luz penetre más profundamente
  • Al aplicar tartrazine en la parte baja del abdomen de ratones, la piel abdominal se volvió transparente y se pudieron ver los intestinos y otros órganos
  • Tras aplicar el colorante en la cabeza rasurada de ratones, observaron vasos sanguíneos cerebrales mediante laser speckle contrast imaging
  • Dr Guosong Hong explicó que, aunque normalmente se esperaría que un tinte volviera los objetos menos transparentes, al disolver tartrazine en músculos o piel opacos, cuanto más tartrazine había, más claros se veían en la región de luz roja

Limitaciones y seguridad

  • Los investigadores evaluaron este proceso como reversible y repetible
  • La piel vuelve a su color natural cuando se retira el colorante con agua
  • Actualmente, la profundidad de transparencia está limitada por la profundidad a la que penetra el colorante
  • Hong considera que los parches de microagujas o las inyecciones podrían ser formas de llevar el colorante a mayor profundidad
  • Este procedimiento aún no se ha probado en humanos y debe demostrarse su seguridad de uso, especialmente si se inyecta el colorante bajo la piel

Posibles usos médicos

  • Si se aplicara en humanos, podría utilizarse en varias situaciones médicas
    • Identificar la ubicación de lesiones
    • Encontrar venas para extracción de sangre
    • Monitorear enfermedades digestivas
    • Detectar tumores
  • Hong planteó la posibilidad de diagnosticar tumores profundos observando directamente los tejidos en lugar de recurrir a biopsias invasivas
  • Encontrar venas con mayor facilidad podría ayudar a reducir el dolor durante las extracciones de sangre

Potencial de expansión como herramienta de investigación

  • Muchos científicos usan animales naturalmente transparentes, como zebrafish, para estudiar cómo se desarrollan órganos y características de enfermedades como el cáncer en organismos vivos
  • El uso de tintes de transparencia podría ampliar la variedad de animales que pueden estudiarse de la misma manera
  • Christopher Rowlands y Jon Gorecki, de Imperial College London, señalaron en un artículo complementario que este procedimiento despertará un interés muy amplio
  • Combinado con técnicas modernas de imagen, podría usarse para registrar todo el cerebro de un ratón o para encontrar tumores bajo tejidos de centímetros de grosor

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2024-09-07
Opiniones de Hacker News

  • Cuando era chico leí un cuento corto, creo que de Paul Jennings, sobre un niño al que lo picaba un insecto raro y cuya piel se volvía transparente, así que tenía que vivir en una cueva.
    Años después lo volvían a picar y su piel volvía a la normalidad; regresaba a la sociedad, pero mientras tanto todos se habían vuelto transparentes, así que volvía a quedar solo.

  • Dicen que “no se probó en humanos”, pero si no hay una razón que para los expertos sea demasiado obvia de por qué no funcionaría en humanos, me cuesta creer que nadie en el laboratorio lo haya probado a escondidas en su propio cuerpo.

    • Iba a publicar este artículo de The Guardian antes de que llegara a HN, pero al ver que eran experimentos en ratones, lo dejé pasar.
      Cada vez que publicaba un paper o artículo parecido, enseguida aparecía un comentario diciendo “solo funciona en ratones”, pero este caso parece haber superado ya esa etapa.
    • El artículo exagera en parte. No vuelve la piel transparente a toda la luz, sino solo a ciertas longitudes de onda rojas.
      Además, parece requerir una concentración tan alta que no se eliminaría tan fácilmente como sugiere el artículo, y me preocupa que sea tóxico en dosis altas.

  • Es sorprendente que un colorante tan común, usado justamente para teñir, tenga esta propiedad y que todavía no se haya explicado.
    ¿Habrá alguna limitación obvia que un experto en química o biología reconocería de inmediato, o de verdad fue la casualidad la que impidió que se intentara este enfoque hasta ahora?

    • En la práctica puede que haga falta una concentración bastante alta, así que quizá normalmente no ocurre.
      También tiene sentido lo que se menciona más abajo sobre que la piel de los ratones es más delgada, aunque hay zonas como las orejas o las muñecas donde la piel también es bastante fina.
      Tengo la sensación de que algún YouTuber valiente lo va a probar antes de que los autores del paper consigan la aprobación del comité de ética, así que habrá que buscarlo dentro de uno o dos meses.
    • Si es una sustancia tan común, se me hace raro que alguien no se la haya derramado encima y notado este efecto.

  • Paper: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

    • Trata sobre reducir la diferencia de índice de refracción entre el agua y los lípidos para que los tejidos biológicos vivos se vuelvan ópticamente transparentes.
      Lo más sorprendente es que esto fue predicho por un modelo clásico de óptica [1].
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model

  • Me divierte imaginar que cada vez que tomo Fanta, mis intestinos se vuelven transparentes, y que los únicos que pueden verlo son los microbios que viven ahí dentro.
    Seguro que los microbios también se “asustan” a su manera.

    • Cualquier sustancia es transparente en alguna longitud de onda específica.

  • Según el artículo, el colorante es tartrazina, también conocido como FD&C Yellow 5 o E102.

    • Que Yellow #5 te caiga en la piel no te vuelve transparente.
      Fuente: Doritos

  • Nunca se probó en humanos.
    Algunas ranas de América tropical (Centrolenidae) evolucionaron para volverse transparentes de forma natural, y varios peces, incluidos Siluriformes y Perciformes, tienen capacidades similares, así que es algo que evolucionó varias veces en vertebrados inferiores.
    Pero su metabolismo es distinto al humano, y la piel de los ratones es mucho más delgada que la piel humana. Este efecto probablemente solo funcione en animales muy pequeños y choque con límites ópticos a partir de cierto grosor. Tal vez sea posible en un dedo, pero parece difícil en el corazón; por ahora mi nivel de expectativa es 4 de 10.

    • Aun así, durante el último año miles de millones de personas ingirieron esta sustancia, incluso en formulaciones farmacéuticas para hacer pastillas amarillas.
      En dosis altas podría ser peor, pero probablemente sea bastante segura y valga la pena hacer más pruebas.

  • Dicen que al aplicarlo en el cuero cabelludo de roedores se podían ver los vasos sanguíneos del cerebro; ¿desde cuándo los ratones no tienen cráneo?

    • El cráneo de los ratones es muy delgado, así que a veces se puede hacer imagenología directamente a través de él.
    • Pensé lo mismo, pero más adelante en el artículo dice que eso fue resultado de usar imagenología láser speckle junto con el colorante.
    • El artículo dice que para el experimento del cerebro usaron imagenología láser speckle.

  • Si está en los Doritos, ¿por qué los jugadores de Call of Duty no son siempre transparentes?

    • La piel es transparente, pero el polvo de Cheeto no.
    • Tal vez el estómago haya sido transparente todo este tiempo y nadie se dio cuenta.