Control de llave en ratones invisibles
- Existen ratones invisibles de investigaciones recientes que usaron un tipo de colorante del chip doritos para crear un efecto de transparencia que duró entre 10 y 20 minutos.
- La investigación sobre ratones transparentes puede ayudarnos a aprender más sobre los procesos fisiológicos en los órganos internos y el cerebro en humanos.
- Otros investigadores incluso han utilizado la técnica en ratones invisibles para convertir un ojo humano transparente.
Hay tinte en Doritos y otros productos similares, que se pueden usar para convertir la piel de los ratones temporalmente invisibles, revelando los órganos internos como un tinte rojizo.
“En el transcurso de aproximadamente cinco a 10 minutos, la piel se volvió visiblemente transparente”, dice Guosong Hong, científico de materiales y neuroengenerador de la Universidad de Stanford.
Hong dice que con solo comer doritos y obtener el tinte en todas las manos, es poco probable que los humanos obtengan algún tipo de efecto de transparencia. Es poco probable que el tinte se absorba en su piel sin hidrogel u otra solución acuosa. Pero el efecto transparente que Hong y sus colegas lograron en ratones es fascinante, y también puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre los procesos fisiológicos en los órganos internos y el cerebro en los humanos.
“Proporciona un mecanismo para ver”, dice Mark Brongersma, ingeniero de óptica y fotónica de la Universidad de Stanford.
Creación de transparencia para imágenes de tejido profundo
Técnicas como resonancia magnética (MRI) o rayos X han ayudado a los investigadores a ver más allá de la carne externa hacia el cuerpo y en nuestros órganos. Pero estas técnicas no son perfectas, especialmente cuando se trata de rastrear lo que está sucediendo en el cerebro. Hong, Brongersma y sus colegas estaban interesados en mejorar esta calidad de imágenes de tejido profundo en el cuerpo humano en su inicial estudiar publicado en Ciencia.
Hong pensó en aplicar los principios de la nanofotónica, específicamente las relaciones Kramers-Kronig, que es una teoría de cómo la luz interactúa con diferentes materiales y afecta su transparencia, entre otras cosas. La transparencia podría lograrse en función de la forma en que la luz se refracta, refleja o dispersa mientras se mueve a través de un material antes de llegar al siguiente.
En investigaciones anteriores, se usaron materiales como el azúcar o el glicerol para tratar de hacer que los artículos sean transparentes. Pero se necesitan altas concentraciones, dice Brongersma, lo que podría deshidratar y dañar el tejido.
Hong, Brongersma y su equipo decidieron concentrarse en reducir la dispersión de la luz en la carne. En lugar de usar materiales claros, decidieron contraintuitivamente introducir materiales que coincidieran con el índice de refracción de la piel con los órganos debajo de la carne, lo que lo hace más colorido en lugar de aclarar.
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¿Son reales ratones invisibles?
La piel, como la mayoría de las cosas en nuestros cuerpos, se compone principalmente de agua, que tiene un índice de refracción más bajo. Los otros componentes en tejido, como los lípidos, que incluyen grasas, vitaminas y otros compuestos orgánicos, tienen un índice de refracción relativamente alto. Para hacer invisible la piel, el equipo quería elevar el índice de refracción del agua para que coincida con los lípidos y otros componentes del tejido.
Solo necesitaban una molécula con una fuerte absorción de luz. Se convirtieron en tartrazina, una molécula a menudo conocida como amarillo 5 y usadas en alimentos como Cheetos y Doritos, para darles esos tonos radiactivos rojos, amarillos y naranjas.
“Debido a esta intensa absorción, parece rojo”, dice Hong.
El equipo mezcló la tartrazina con hidrogel, un tipo de gel de agua, y comenzó a frotarlo en la piel del pollo que compraron en la tienda como prueba inicial. Con algunos trabajos de masaje, pronto pudieron ver a través de unos pocos milímetros de pechuga de pollo, aunque estaba rojo. Y cuanto más tartrazina agregaron, más transparente se volvió el tejido, dice Brongersma.
Luego llevaron su gel a ratones anestesiados después de quitar el cabello. Solo tomó de cinco a 10 minutos de masaje antes de que la piel se volviera transparente, dice Hong. El efecto de transparencia duró entre 10 y 20 minutos antes de que el cuerpo metabolizara las moléculas de colorante. Los investigadores también podrían lavarlo, lo que hace que el efecto sea fácilmente reversible y bastante seguro para los ratones.
Otros usos para ratones transparentes
Brongersma dice que otro material con un alto índice de refracción probablemente podría lograr el mismo efecto: no tiene que ser tartrazina. Los investigadores que usan las relaciones Kramers-Kronig podrían identificar otras moléculas.
Docenas de diferentes grupos de investigación ya han utilizado la técnica en el trabajo de laboratorio para mejorar su capacidad de ver lo que está sucediendo en el intestino, el cerebro y otros órganos. Un grupo incluso ha hecho un ojo humano transparente.
“Es muy agradable ver que las personas están reproduciendo nuestro trabajo y que generalmente es aplicable”, dice Brongerersma.
Hasta ahora, esto se puede usar para hacer que los tejidos específicos transparentes para una mejor visualización. Pero si bien sería emocionante ver que todos los órganos se vuelven completamente invisibles, realmente no ayudaría a investigar, lo que se trata más de tratar de ver el interior del cuerpo en lugar de no ver nada en absoluto.
“Necesitamos que no se vuelva completamente invisible porque no podemos aprender nada”, dice Brongersma.
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