Mundo, 06 de sep 2024 (ATB Digital).- Un nuevo experimento ha logrado lo que hasta hace poco parecía una fantasía: hacer la piel de los ratones temporalmente transparente. Esto ha sido posible gracias a un equipo de científicos de materiales, quienes han usado un pigmento común en la industria alimentaria para desvelar los órganos ocultos bajo la piel. El pigmento en cuestión es el mismo que da a los populares snacks Cheetos o Doritos su distintivo color naranja.
Este avance, reportado recientemente en la prestigiosa revista Science, abre las puertas a nuevas posibilidades en la investigación médica y biológica, si bien está en fase experimental y solo se ha probado en ratones. A largo plazo, podría ser aplicable para ver el interior de organismos vivos sin emplear técnicas invasivas.
Manipulando el índice de refracción
Cualquiera que haya sostenido una linterna contra su mano conoce el fenómeno: la luz roja brilla a través de la piel, pero no proporciona una imagen clara de los huesos o los músculos subyacentes. Esto ocurre porque los tejidos biológicos dispersan la luz, impidiendo que viaje en línea recta.
Esta dispersión de la luz se debe a las propiedades ópticas de los tejidos, que contienen diferentes índices de refracción. Este índice es la medida de cómo la luz se desplaza al pasar de un material a otro, y en el caso de los tejidos biológicos, las membranas celulares actúan como pequeñas lentes que dispersan la luz en todas direcciones
Con el uso de este pigmento, los científicos lograron ver los órganos ocultos bajo la piel de un ratón.
Los métodos existentes para volver transparente un tejido implican la eliminación de lípidos, lo que destruye las membranas celulares y, por consiguiente, no pueden aplicarse en organismos vivos. Sin embargo, el equipo liderado por Guosong Hong de la Universidad de Stanford adoptó un enfoque diferente. En lugar de eliminar los lípidos, decidieron manipular el índice de refracción del agua en los tejidos, haciéndolo coincidir con el de los lípidos y proteínas.
La clave para lograr esto fue un tinte sintético amarillo llamado tartrazina, un aditivo alimentario aprobado por la FDA y ampliamente utilizado en alimentos como los Doritos.
Tartrazina: Un experimento iluminador
Aunque añadir color al agua usualmente la haría menos transparente, la tartrazina tiene propiedades únicas. Al absorber luz azul y ralentizar la velocidad de la luz, reduce el desajuste refractivo entre el agua y los lípidos, permitiendo que la luz roja y naranja pase sin dispersarse, lo que hace que el tejido parezca transparente bajo esas longitudes de onda.
Al aplicar este tinte sobre la piel afeitada de los ratones, los investigadores lograron ver el latido de sus corazones y observar el funcionamiento del tracto gastrointestinal a través de una especie de “ventana biológica” teñida de naranja.
Con un microscopio, también pudieron observar las fibras musculares en la pierna de un ratón, algo que normalmente requeriría la inserción de un endoscopio bajo la piel. Incluso aplicaron el tinte sobre el cuero cabelludo del ratón, lo que les permitió, con la ayuda de un tinte fluorescente rojo oscuro, ver las neuronas disparándose en las capas más externas del cerebro.
Limitaciones y futuro
Este descubrimiento no solo es fascinante desde una perspectiva tecnológica, sino que también tiene el potencial de revolucionar la forma en que estudiamos la actividad cerebral y otras funciones internas sin necesidad de procedimientos invasivos.
Las implicaciones para la neurociencia, por ejemplo, son inmensas. Poder observar el cerebro de un animal en acción mientras se comporta de manera normal es un avance que podría cambiar profundamente nuestra comprensión del cerebro y su funcionamiento.
Sin embargo, esta técnica no está exenta de limitaciones. Las “ventanas” creadas son de color naranja, lo que significa que la mayoría de los tintes fluorescentes no son visibles a través de ellas. Además, el grosor del tejido también plantea un gran desafío, dado que la transparencia disminuye con tejidos más profundos.
En estudios preliminares, los científicos descubrieron que la inyección de tartrazina bajo la piel podría permitir ver estructuras más profundas, pero aún queda mucho por explorar. Otro desafío es la hemoglobina rica en hierro de la sangre, cuyo índice de refracción no coincide con el de los lípidos y el agua, lo que impide la transparencia total en estos casos.
Sea como fuere, Guosong Hong y su equipo ya están investigando nuevas moléculas que puedan absorber luz ultravioleta y ampliar el rango de colores visibles a través de la piel. Sin duda, el futuro de esta investigación promete abrir nuevas ventanas, no solo a los cuerpos de los ratones, sino también a una mejor comprensión de la biología humana y animal.
FUENTE: NATIONAL GEOGHAPHIC