В биомедицине произведён очередной прорыв. Американские учёные нашли способ сделать кожу прозрачной с помощью распространённого пищевого красителя. В будущем это пригодится в диагностике рака и других заболеваний.
Исследование опубликовано в научном журнале Science.
Помог пищевой краситель
Биологи знают несколько способов сделать органы и ткани лабораторных животных прозрачными. Это нужно для того, чтобы в ходе экспериментов видеть, как работают те или иные клетки и группы клеток, какие изменения с ними происходят.
Так можно открыть много нового и интересного. Только вот проблема: чтобы сделать ткани прозрачными, приходится избавлять их от липидов, рассеивающих падающий свет, а подобные процедуры несовместимы с жизнью.
Теперь учёные Стэнфордского университета представили новый подход к визуализации внутренних органов. Они создали ткани, покрывающие тело мыши (по крайней мере, кожу) прозрачными без вымывания липидов. Исследователи рассуждали так: если мы не можем избавиться от липидов, значит, нужно каким-то образом изменить свойства окружающей их воды.
Дело в том, что на границе двух любых сред световой луч преломляется, потому мы и видим предметы. А чтобы этого не происходило, свойства двух сред нужно уравнять. Оказалось, что этого можно добиться… с помощью пищевого красителя тартразина. Растворяясь в воде и проникая в ткани, его молекулы способны уравновесить показатели преломления, тем самым предотвращая рассеяние света и делая ткани на время полупрозрачными.
Увидели, как сокращается кишечник
Сначала исследователи проверили свою гипотезу на тонких срезах куриного мяса. Они покрыли их тартразином, и с увеличением его концентрации куски мяса стали почти прозрачными! С точки зрения физики, показатель преломления жидкости внутри мышечных клеток повысился, пока не достиг показателя преломления мышечных белков.
Затем учёные осторожно нанесли раствор тартразина на лабораторных мышей и стали втирать его. Через несколько минут, когда состав впитался, они смогли увидеть, как у грызунов сокращается кишечник, как работают сердечные и дыхательные мышцы!
Эффект оказался обратимым. После удаления красителя ткани быстро вернулись к норме. Как сообщают учёные, тартразин не оказывает негативного воздействия на организм (хотя разговоров о его вреде в своё время велось немало), а избыток красителя выводится из организма в течение 48 часов. После эксперимента мыши остались полностью здоровы, что показали взятые анализы крови.
Облегчит удаление татуировок
Авторы исследования уверены, что такой простой метод может быть использован в широком спектре медицинской диагностики, от выявления травм до мониторинга пищеварительных расстройств и даже злокачественных опухолей. С его помощью можно рассмотреть мельчайшие детали в организме и улучшить микроскопические наблюдения.
Введение красителя инъекциями поможет заглянуть в более глубокие ткани организма, что имеет важное значение как для биологии, так и для медицины. Да что далеко ходить — любая медсестра из процедурного кабинета знает, как трудно бывает найти вену у пожилого пациента, чтобы ввести туда иглу и осуществить забор крови. Эта технология поможет и в таких случаях.
А ещё она улучшит диагностику кожных заболеваний и облегчит проведение некоторых процедур на коже — например, удаление татуировок или фототерапию для лечения глубоких тканей.
Эксперименты на людях, правда, ещё не проводились. По словам исследователей, человеческая кожа примерно в четыре раза толще мышиной, что затрудняет впитывание тартразина. Но технология может быть доработана — учёные надеются увеличить глубину визуализации до 10 раз, добившись более глубокого проникновения красителя в ткани.