Znanstvenici su u grickalicama otkrili tajnu nevidljivosti?

Nanošenje boje koja se nalazi u grickalicama i hrani na laboratorijske miševe učinilo je njihovu kožu privremeno prozirnom, što je omogućilo znanstvenicima sa Sveučilišta Stanford da promatraju probavni sustav, mišićna vlakna i krvne žile glodavaca, otkrila je nova studija.

- To je zadivljujući rezultat. Kad bi se ista tehnika mogla primijeniti na ljude, mogla bi ponuditi niz prednosti u biologiji, dijagnostici, pa čak i kozmetici - naveo je dr. Guosong Hong, asistent profesora znanosti o materijalima i inženjerstva na Stanfordu i viši autor na radu.

Rad se zapravo oslanja na optičke koncepte koji su prvi put otkriveni početkom 20. stoljeća. Tada je, naime, nastala teorija o tome da bi primjena supstance koja apsorbira svjetlost mogla učiniti kožu prozirnom.

Potraga za prikladnim apsorberom svjetlosti dovela je do FD&C Yellow #5, također nazvanog tartrazin, sintetskog aditiva za boju koji je certificirala FDA za upotrebu u hrani, kozmetici i lijekovima.

POGLEDAJTE VIDEO:

Pokretanje videa...

00:58

Štakori na LSD-u pomažu znanstvenicima da otkriju kako funkcionira mozak | Video: 24sata/REUTERS

Utrljan na žive miševe (nakon što su dijelovi krzna uklonjeni kremom za depilaciju iz drogerije), tartrazin je učinio kožu na njihovim trbusima, stražnjim nogama i glavama prozirnom unutar 5 minuta. Golim okom, istraživači su promatrali rad crijeva, mjehura i jetre miša. Koristeći mikroskop, promatrali su mišićna vlakna i vidjeli krvne žile u mozgu živog miša - bez pravljenja rezova. Prozirnost je brzo izblijedjela kada se boja isprala.

Jednog dana, koncept bi se mogao koristiti u liječničkim ordinacijama i bolnicama, rekao je Hong.

STUDIJA OD 85 GODINA Evo što nas u životu uistinu čini sretnima? Nije novac, a ni slava

- Umjesto da se oslanjaju na invazivne biopsije, liječnici bi mogli dijagnosticirati duboko usađene tumore jednostavnim pregledom tkiva osobe bez potrebe za invazivnim kirurškim uklanjanjem. Ova bi tehnika potencijalno mogla učiniti vađenje krvi manje bolnim pomažući flebotomistima da lako lociraju vene ispod kože. Također bi mogla poboljšati postupke poput laserskog uklanjanja tetovaža, dopuštajući preciznije ciljanje pigmenta ispod kože - izjavio je znanstvenik.

Od glazure za kolače do revolucionarnog istraživanja

Boja Yellow 5 može se pronaći u mnogim proizvodima, od žitarica, gaziranih pića, začina i glazura za kolače do ruževa, vodica za ispiranje usta, šampona, dodataka prehrani i kućnih boja. Iako je prisutna u nekim topičkim lijekovima, potrebna su dodatna istraživanja prije nego što se može koristiti u ljudskoj dijagnostici, rekao je dr. Christopher J. Rowlands, viši predavač na Odsjeku za bioinženjering na Imperial Collegeu u Londonu, gdje proučava biofotonske instrumente — načine snimanja unutarnjih struktura tijela brže i jasnije.

U komentaru objavljenom u Science, Rowlands i njegov kolega Jon Gorecki, dr. sc., eksperimentalni optički fizičar također na Imperial Collegeu, napominju da bi boja mogla biti alternativa drugim sredstvima koja se trenutno koriste u laboratorijskim studijama, poput glicerola, fruktoze ili octene kiseline. Prednosti su što je učinak reverzibilan i djeluje pri nižim koncentracijama s manje nuspojava. Ovo bi moglo proširiti istraživanja na laboratorijskim životinjama, tako da se znanstvenici ne moraju oslanjati na prirodno prozirne organizme poput nematoda i zebrica.

PRVI PUT Švedska pao broj slučajeva raka kože među mladim ljudima

Boja se također može upariti s tehnikama snimanja poput magnetske rezonancije (MRI) ili elektronske mikroskopije.

- Sve tehnike snimanja imaju prednosti i mane. MRI može vidjeti cijelo tijelo, ali s ograničenom rezolucijom i kontrastom. Elektronska mikroskopija ima izvrsnu rezoluciju, ali ograničenu kompatibilnost sa živim tkivom i dubinom prodiranja. Optička mikroskopija ima subcelularnu rezoluciju, mogućnost označavanja stvari, izvrsnu biokompatibilnost, ali manju dubinu prodiranja od jednog milimetra. Ova metoda značajno će unaprijediti optičko snimanje za medicinu i biologiju.'

Ovo bi otkriće moglo deseterostruko poboljšati dubinsko snimanje, a posebno će veliku korist imati neurobiologija.

Refrakcija, apsorpcija i nevidljivi čovjek

Otkrivena boja velika je tema u romanu H.G. Wellsa 'Nevidljivi čovjek' iz 1897., rekao je Rowlands. U knjizi, takav serum čini glavnog lika nevidljivim mijenjajući raspršenje svjetlosti - ili indeks loma - njegovih stanica kako bi odgovarao zraku oko njega.

Stanfordski inženjeri tražili su inspiraciju u prošlosti, ali ne u fikciji. Okrenuli su se konceptu opisanom 1920-ih pod nazivom Kramers-Kronigovi odnosi, matematičkom principu koji se primjenjuje na odnose između loma i apsorpcije svjetlosti u različitim materijalima. Također su proučavali Lorentzovu oscilaciju, koja opisuje kako elektroni i atomi unutar molekula reagiraju na svjetlost.

Smatrali su da spojevi koji apsorbiraju svjetlost mogu izjednačiti razlike u raspršenju svjetlosti među proteinima, lipidima i vodom koji kožu čine neprozirnom.

Prvi autor studije, postdoktorand dr. Zihao Ou, počeo je testirati jake boje kako bi pronašao prikladnog kandidata. Tartrazin je bio favorit.

- Otkrili smo da su molekule boje učinkovitije u podizanju indeksa loma vode... što rezultira prozirnošću pri puno nižoj koncentraciji. Temeljna fizika otkriva da konvencionalna sredstva za usklađivanje indeksa loma poput fruktoze nisu tako učinkovita jer nisu 'obojena' - rekao je Huong.

Što sada slijedi?

Iako se ta boja već nalazi u proizvodima koje ljudi konzumiraju i nanose na kožu, medicinska uporaba još je godinama daleko. Kod nekih ljudi, naime, tartrazin može izazvati kožne ili respiratorne reakcije.

Američka Nacionalna zaklada za znanost, koja je pomogla u financiranju istraživanja, objavila je eksperiment za dom ili učionicu povezan s ovim istraživanjem na svojoj web stranici. Eksperiment uključuje nanošenje otopine tartrazina na tanku krišku sirovih pilećih prsa kako bi se ona učinila prozirnom. Prema Zakladi, eksperiment treba provoditi samo uz nošenje maske, zaštite za oči, laboratorijske kute i rukavica od nitrila laboratorijske kvalitete.

U međuvremenu, Huong je rekao da njegov laboratorij traži nove spojeve koji bi poboljšali vidljivost kroz prozirnu kožu, uklanjajući crveni ton koji se vidi u trenutnim eksperimentima. Također traže načine da potaknu stanice da proizvode vlastite 'prozirne' spojeve.

- Istražujemo metode za endogenu ekspresiju molekula koje intenzivno apsorbiraju svjetlost, omogućujući genetski kodiranu transparentnost tkiva kod živih životinja - naveo je, piše webmd.