Поглинальний барвник зробив живих мишей прозорими

06 вересня 2024 р. 19:39

06 вересня 2024 р. 19:39

Науковці придумали, як досягти оптичної прозорості живих тканин за допомогою звичайного харчового барвника. Це дозволило їм без хірургічного втручання побачити структури глибоко під шкірою мишей, наприклад кровоносні судини на поверхні мозку та органи травної системи. Новий підхід може революціонізувати біомедичні дослідження, надаючи можливість неінвазивно спостерігати за внутрішніми процесами в живому організмі. Дослідження опублікували в журналі Science .

Шкіра піддослідної миші до та після нанесення барвника: у черевній порожнині стають видимі органи травної системи. Science, 2024

В чому полягає складність візуалізації глибоких структур?

Науковці давно шукали спосіб «зазирнути» всередину живого організму, не пошкоджуючи його. Наявні методи або не забезпечують достатньої глибини проникнення, або вимагають операційного втручання несумісного з життям організму.

З точки зору фізики, шкіра створює оптичний бар’єр через здатність білків та ліпідів у ній розсіювати світло за принципом, що схожий на те, що відбувається зі світлом у тумані. Тоді дослідники з Техаського університету в Далласі, США, почали пошук молекули, яка б могла поглинути це світло та зробити шкіру оптично прозорою.

Яку речовину використали для досягнення прозорості?

Молекулою з потрібними властивостями виявився звичайний харчовий барвник тартразин. Науковці приготували його розчин у воді та натерли ним шкіру мишей, щоб барвник мав змогу проникнути вглиб тканини як робить, наприклад, доглядовий крем для обличчя. Виявилося, що він зменшує розсіювання світла і робить тканини прозорими на вигляд. Це дозволило науковцям візуалізувати кровоносні судини на поверхні мозку через інтактний, тобто не пошкоджений, череп, а у черевній порожнині побачити внутрішні органи та рух м’язів. Не менш важливо й те, що барвник є дешевим, доступним та безпечним, а сама візуалізація — оборотною. Тканини поверталися до нормального стану після видалення барвника зі шкіри, а та його частка, що встигла проникнути в тіло, виводилась з сечею протягом 24 годин.

А от на людях цей підхід поки що не тестували, проте дослідники вже передбачають, що метод буде вимагати певних покращень, адже людська шкіра в десять разів товща за мишачу.

Барвник тартразин перешкоджає розсіянню світла, що робить шкіру оптично прозорою. Science, 2024

Які потенційні застосування нового підходу?

Якщо науковці таки зможуть перенести свій інноваційний підхід на людей, це відкриє нові горизонти для біомедичних досліджень та діагностики. У майбутньому ця технологія може дозволити лікарям неінвазивно досліджувати внутрішні органи пацієнтів, завчасно помічати пухлини, спостерігати за розвитком захворювань та ефективністю лікування в реальному часі. Для нейробіологів це може стати інструментом для вивчення роботи мозку в природних умовах. Підхід може стати в пригоді навіть для більш буденних справ, наприклад, зробити вени краще видимими при заборі аналізів або навіть зробити процедуру лазерного видалення тату більш ефективною.

• А про те, що таке кольори, та чому їх так багато в природі — читайте у нашому матеріалі «Розфарбувати світ».

Наука