Desarrollan un tinte que consigue que ratones vivos se vuelvan temporalmente transparentes

Un equipo de investigadores de Zihao Ou en la Universidad de Texas en Dallas (Estados Unidos) ha logrado que los tejidos de un ratón vivo se volvieran transparentes aplicando tópicamente un colorante alimentario común que absorbe fuertemente la luz a un ratón vivo, lo que les permitió observar los vasos sanguíneos del cuero cabelludo, el movimiento de los órganos que se encuentran debajo de la piel del abdomen y las diminutas unidades contráctiles de músculo en funcionamiento.

Así, la investigación, publicada en 'Science', detalla cómo frotar una solución de tinte en la piel de un ratón en un laboratorio permitió a los investigadores ver, a simple vista, a través de la piel hasta los órganos internos, sin hacer una incisión. Y, con la misma facilidad con la que se produjo la transparencia, se podría revertir con tan solo un lavado y sin ningún daño para el animal.

"Tan pronto como enjuagamos y masajeamos la piel con agua, el efecto se revirtió en minutos. Es un resultado impresionante", declara el profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales y autor principal del artículo, Guosong Hong.

Lograr la transparencia óptica en animales vivos depende de una física interesante, donde las moléculas de colorante que absorben fuertemente la luz mejoran la transmisión de la luz a través de un medio que generalmente se caracteriza por una dispersión de luz sustancial.

Esta dispersión es el resultado de un índice de refracción bajo en las partes acuosas del tejido y un índice de refracción alto de su componente de proteínas y grasas. Los métodos típicos de limpieza de tejidos pueden implicar procesos como la limpieza de proteínas y grasas, que no funcionarían en un animal vivo.

Para igualar los índices de refracción de los diferentes componentes del tejido, el equipo masajeó una solución de tartrazina roja, también conocida como el colorante alimentario FD&C Yellow 5, utilizado en alimentos como los Doritos, en el abdomen, el cuero cabelludo y las extremidades traseras de un ratón sedado.

Así, la piel se volvió de color rojo, lo que indica que gran parte de la luz azul había sido absorbida debido a la presencia de esta molécula que absorbe la luz. Este aumento en la absorción alteró el índice de refracción del agua a una longitud de onda diferente, en este caso, roja. Como resultado de la absorción del colorante, el índice de refracción del agua coincide con el de los lípidos en el espectro rojo, lo que reduce la dispersión y hace que la piel parezca más transparente en la longitud de onda roja.

El resultado es un efecto de transparencia temporal que se puede deshacer con un lavado rápido y no daña a los animales vivos, a diferencia de otros enfoques utilizados para mejorar la transparencia.

Esta investigación es una nueva aplicación de ecuaciones de décadas de antigüedad que pueden describir la relación entre la absorción y el índice de refracción, llamadas relaciones de Kramers-Kronig. Además de este colorante alimentario, varias otras moléculas absorbentes de luz han demostrado efectos similares, lo que confirma la generalización de la física subyacente detrás de este fenómeno.

Los investigadores pudieron ver, sin equipo especial, el funcionamiento de los órganos internos, como el hígado, el intestino delgado, el ciego y la vejiga. También pudieron visualizar el flujo sanguíneo en el cerebro y las finas estructuras de las fibras musculares de la extremidad. El corazón palpitante del ratón y el sistema respiratorio activo indicaron que la transparencia se logró con éxito en animales vivos.

Los investigadores creen que este es el primer enfoque no invasivo para lograr la visibilidad de los órganos internos vivos de un ratón.

El futuro potencial de los tejidos "transparentes" en humanos 

Por el momento, el estudio solo se ha realizado en un animal. Si la misma técnica pudiera trasladarse a los humanos, podría proporcionar una serie de beneficios biológicos, diagnósticos e incluso cosméticos, asegura Hong.

Por ejemplo, en lugar de a través de biopsias invasivas, las pruebas de melanoma podrían realizarse observando directamente el tejido de una persona sin extirparlo. Este enfoque también podría reemplazar algunas radiografías y tomografías computerizadas, y hacer que las extracciones de sangre sean menos dolorosas al ayudar a los flebotomistas a encontrar fácilmente las venas. También podría mejorar servicios como la eliminación de tatuajes con láser al ayudar a enfocar los rayos láser con precisión donde está el pigmento debajo de la piel.

"Esto podría tener un impacto en la atención de la salud y evitar que las personas se sometan a tipos de pruebas invasivas. Si pudiéramos simplemente mirar lo que sucede debajo de la piel en lugar de cortarla, o usar la radiación para obtener una visión menos que clara, podríamos cambiar la forma en que vemos el cuerpo humano", concluye el autor.