Звичайний харчовий барвник робить шкіру та м’язи прозорими: відкриття

Дослідники Стенфордського університету (США) заявили, що властивість барвника, яка поки що не була випробувана на людях, зрештою може бути використана для виявлення травм або пухлин.

Щоб зробити це відкриття, вчені зазирнули в мозок та тіла живих тварин та зрештою виявили, що звичний харчовий барвник тартразин може тимчасово робити шкіру, м’язи та сполучні тканини прозорими.

Нанесення барвника на живіт миші дало можливість зробити її печінку, кишківник та сечовий міхур чітко видимими крізь шкіру. А нанесення барвника на шкіру голови гризуна допомогло вченим побачити кровоносні судини в його мозку, розповіло видання The Guardian.

За словами дослідників, оброблена шкіра відновлювала свій нормальний колір, щойно барвник змивали. Вчені вважають, що ця процедура відкриває безліч можливостей для її застосування на людях: як-от виявлення травм, пошук вен для забору крові, моніторинг розладів травлення та виявлення пухлин.

«Замість того, аби покладатися на інвазивну біопсію, лікарі могли б діагностувати глибоко розташовані пухлини, просто досліджуючи тканини людини без необхідності інвазивного хірургічного втручання», – зазначив доктор Госонг Гонг, старший науковий співробітник проєкту. Він вважає, зокрема, що цей метод потенційно може зробити забір крові менш болючим, адже флеботомістам буде легше знаходити вени під шкірою.

У чому секрет дивної властивості барвника?

Це відкриття перегукується з історією Гріффіна з роману Герберта Веллса «Людина-невидимка» (1897). За сюжетом блискучий, але приречений вчений виявляє, що секрет невидимості полягає у зіставленні показника заломлення об’єкта, або його здатності заломлювати світло, з показником заломлювання навколишнього повітря.

Коли світло проникає в біологічну тканину, більша його частина розсіюється, оскільки структури всередині, такі як жирові мембрани та клітинні ядра, мають різні показники заломлення. Коли світло переходить від одного показника заломлення до іншого, воно вигинається, роблячи тканину непрозорою. Той самий ефект змушує олівець мати зігнутий вигляд, якщо його поставити у склянку з водою.

Доктор Цзихао Оу та його колеги зі Стенфорда припустили: це суперечить здоровому глузду, що певні барвники можуть полегшити хвилям світла певної довжини проходження крізь шкіру та інші тканини. Барвники, що мають здатність сильно поглинати, змінюють показник заломлення тканин, які їх поглинають. Це допомагає вченим зіставляти показники заломлення різних тканин і придушувати будь-яке розсіювання.

Як проходили експерименти?

У серії експериментів дослідники показали, як свіжа куряча грудка стала прозорою для червоного світла за кілька хвилин після занурення в розчин тартразину. Цей жовтий харчовий барвник використовується в деяких чипсах, напоях та інших продуктах. Барвник зменшував розсіювання світла всередині тканини, що давало можливість променям проникати глибше.

Потім команда нанесла цей жовтий барвник на нижню частину живота миші, внаслідок чого крізь прозору шкіру стало видно кишківник та внутрішні органи. Під час другого експерименту вчені нанесли барвник на голену голову миші й за допомогою методу лазерної спекл-контрастної візуалізації побачили кровоносні судини в мозку гризуна.

«Найдивніше в цьому дослідженні те, що ми зазвичай очікуємо, що молекули барвника зроблять речі менш прозорими. Наприклад, якщо ви змішуєте синє чорнило ручки з водою, що більше чорнила ви додаєте, то менше світла може пройти через воду. У нашому експерименті, коли ми розчиняємо тартразин у непрозорому матеріалі (такому як м’язи чи шкіра, які зазвичай розсіюють світло), що більше тартразину ми додаємо, то прозорішим стає матеріал. Але лише у червоній частині світлового спектра. Це суперечить тому, що ми зазвичай очікуємо від барвників», – зауважив пан Гонг.

Цікаво те, що після того, як фарба змивається, шкіра повертається до свого природного кольору. Наразі прозорість обмежена глибиною проникнення барвника, але науковці припустили, що завдяки мікроголчастим пластирам або ін’єкціям барвник може діяти глибше.

Процедура поки що не була випробувана на людях. Передусім дослідникам необхідно довести її безпеку, особливо, якщо барвник має вводитися під шкіру.

У супровідній статті експерти Крістофер Роулендс та Джон Горецки з Імперського коледжу Лондона припустили, що ця процедура спричинить «надзвичайно широкий інтерес», оскільки в поєднанні із сучасними методами візуалізації вона допоможе вченим легше виявляти пухлини під тканинами. «Герберт Веллс, який студентом вивчав біологію в Томаса Гакслі, безсумнівно схвалив би це», – написали вони.

Результати дослідження опублікував журнал Science.