Un equipo de Stanford desarrolla un nuevo método basado en la aplicación tópica de un colorante alimentario que permite hacer transparentes distintas estructuras. Lo han probado en ratones
Suena a argumento de película de serie B, pero es real: un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford (EEUU) ha conseguido convertir en transparentes piel y tejido de animales vivos usando un colorante alimentario empleado habitualmente en productos como los Doritos.
Aplicada de forma tópica, una solución de este colorante de color amarillo anaranjado denominado tartracina permitió generar una transparencia óptica en la piel, los músculos, tejido conectivo y otras estructuras de ratones vivos de forma que podían contemplarse desde el exterior vasos sanguíneos, órganos y otros detalles internos de los animales.
Esta 'ventana' al interior del organismo, que es reversible y desaparece al retirar el colorante de la piel, podría ser de gran utilidad para la investigación y la biomedicina, permitiendo, por ejemplo "hacer más visibles las venas para la extracción de sangre o ayudando en la detección precoz y el tratamiento del cáncer", tal y como señalan en un comunicado sus desarrolladores, dirigidos por Guosong Hong, del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de la Universidad de Stanford. Todos los detalles de su trabajo se publican en el último número de la revista Science.
Parece un contrasentido que un colorante logre convertir algo que ya es opaco en transparente, pero el método funciona porque consigue reducir el contraste entre los diferentes índices de refracción de las estructuras biológicas, lo que provoca que la luz se disperse en menor medida y pueda penetrar en los tejidos.
Según explica Martín López, responsable del Laboratorio de Fotónica Biótica del Instituto de Óptica Daza de Valdés (CSIC), la razón por la que no podemos ver a través de elementos opacos es por la dispersión de la luz. En el caso del organismo, los distintos componentes de los tejidos, como lípidos o proteínas, tienen diferentes índices de refracción lo que provoca que la luz en lugar de atravesar ese material en línea recta, encuentre escollos que hacen que se redirija en otras direcciones y se disperse.
"Conseguir igualar los índices de refracción es muy difícil en determinadas regiones del espectro visible", señala López, pero este equipo demuestra que utilizando el citado colorante es posible igualar en gran medida los distintos índices de refracción, conseguir que se adapten a los del entorno, lo que permite que la luz pase y, por tanto, los tejidos se vuelvan parcialmente transparentes.
"Es algo muy antiintuitivo porque los colorantes son moléculas que absorben la luz. A priori no parece una buena idea usar algo que te va a quitar la luz, pero lo que demuestra esta investigación es que con su uso la difusión se reduce, con lo cual la luz penetra más y se puede conseguir hacer imágenes a través de distintos tejidos", coincide Pablo Artal, director del Centro de Investigación en Óptica y Nanofísica (CIOyN) de la Universidad de Murcia.
Los investigadores han probado la utilidad del método en diferentes experimentos. Por ejemplo, aplicado sobre el abdomen de ratones vivos, la estrategia permitió contemplar de forma directa, a simple vista, células marcadas con un distintivo fluorescente. Es más, según señalan en la revista médica, este abdomen transparente permitía distinguir incluso el movimiento de órganos internos, como el intestino o la vejiga.
En otro experimento, aplicaron la solución de tartracina sobre el cuero cabelludo afeitado de los animales, lo que permitió observar vasos sanguíneos de su estructura cerebral.
En ambos casos, la transparencia alcanzada se eliminó al retirar con agua el colorante.
Una herramienta para la investigación
"Hace décadas que se está intentando conseguir lo que se llama transparencia óptica de los tejidos", apunta Conchi Serrano, científica titular en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICMM-CSIC). Contar con una técnica que permita hacer los tejidos invisibles para poder ver qué es lo que está pasando en el interior del organismo es un objetivo que persiguen distintos grupos de investigación. A día de hoy están disponibles distintas técnicas diagnósticas, como la ecografía o la resonancia magnética, que permiten obtener imágenes de lo que sucede en nuestro interior, pero conseguir hacer invisibles ciertos tejidos 'in vivo' seguía siendo un reto.
Para Serrano, esta prueba de concepto que acaba de publicarse en Science abre una interesante vía a la investigación. "Es una técnica que va a permitir profundizar en el conocimiento de los tejidos y los órganos de una manera que no podrías alcanzar con las técnicas que ya existen", señala, destacando que es un tratamiento tópico reversible y que permite observar el interior del organismo sin necesidad de llevar a cabo ninguna intervención invasiva que modifique sustancialmente las condiciones del medio.
"Los resultados son muy interesantes porque abren la puerta a pensar en las propiedades de materiales que normalmente no se consideraban materiales ópticos muy útiles, como los colorantes", coincide López. "Uno de los problemas principales de la formación de imágenes a través de medios difusos es la difusión de la luz. Esta técnica abre la puerta a hacer más transparentes distintos materiales usando procesos de absorción. Supone añadir una herramienta más, una herramienta muy potente, a la investigación". añade.
En el futuro, la estrategia podría tener también aplicaciones clínicas, como señalan los autores del trabajo en la revista científica, si bien habrá que llevar a cabo ensayos clínicos para evaluarlo, señala Serrano. "Es posible que con este método se pueda detectar si existe por ejemplo una masa tumoral en el abdomen pero es algo que ya se puede hacer con una resonancia magnética. Habría que ver si podría desbancar a técnicas que ya están establecidas, si aporta un conocimiento superior".
En sus conclusiones, los investigadores reconocen que hay cuestiones que todavía hay que perfeccionar en la estrategia. Por ejemplo, sigue siendo un desafío encontrar una concentración óptima de la solución del colorante que sirva para distintos tejidos.
Aunque sea un colorante autorizado por las autoridades alimentarias y ampliamente utilizado, Artal también recuerda que habrá que analizar la posible toxicidad de emplear esta sustancia, así como la cantidad a utilizar, el tiempo que es efectivo, etc.
Todavía hay mucho por investigar, señalan los investigadores consultados, pero con este trabajo se abre una interesante vía por explorar.
Fuente: https://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/salud/2024/09/05/66d9cfe4e9cf4a64158b4572.html
Foto del ABC: https://www.abc.es/ciencia/consiguen-transparente-piel-raton-ver-organos-dentro-20240905190432-nt.html
Es flipante.
