5 claves sobre el método que permite ver a través de la piel y podría revolucionar las técnicas de diagnóstico

Científicos lograron un avance trascendental en la biomedicina al hacer que la piel de un ratón se volviera temporalmente transparente utilizando un colorante alimentario común. Este descubrimiento, reportado por Infobae y publicado en la revista Science, permitió a los investigadores observar de manera directa tejidos y órganos internos sin la necesidad de realizar cirugías o métodos invasivos.

El método se basa en la utilización de moléculas altamente absorbentes, lo que representa un nuevo enfoque para superar las limitaciones de las técnicas de imagenología óptica existentes, particularmente aquellas obstaculizadas por la dispersión de la luz en tejidos biológicos.

El experimento se centró en el uso de tartrazina, un colorante alimentario aprobado por la FDA de Estados Unidos, el cual tiene la capacidad de hacer transparentes la piel, los músculos y otros tejidos conectivos en un ratón vivo. Según detallaron los investigadores, la transparencia que se lograba era reversible, permitiendo la visualización precisa de estructuras internas a nivel microscópico. Esto ha sido considerado como un avance revolucionario en el estudio de la anatomía y la fisiología de organismos vivos, ya que elimina la necesidad de técnicas invasivas que podrían alterar las condiciones naturales de los tejidos estudiados.

Este avance también tiene implicaciones importantes para el futuro de la investigación biomédica, ya que podría facilitar el estudio de funciones corporales y enfermedades de una manera que antes no era posible. Como se destacó en la revista Science, “la capacidad de observar estructuras profundas sin remover tejidos abre nuevas oportunidades para la comprensión de procesos biológicos fundamentales”. Los investigadores confían en que este hallazgo marcará un antes y un después en el desarrollo de técnicas de imagenología no invasiva.

Uno de los aspectos más sorprendentes de este avance fue el uso de la tartrazina, un colorante alimentario comúnmente empleado en la industria alimentaria. Los científicos demostraron que al aplicar esta sustancia tópicamente sobre la piel de los ratones, lograron que los tejidos se volvieran temporalmente transparentes, lo que permitió observar detalles microscópicos de las estructuras internas de manera directa. “La adición de tartrazina fue capaz de volver la piel del abdomen de un ratón vivo temporalmente transparente”, explicaron los investigadores en Science, al describir los resultados iniciales del estudio.

El uso de este colorante no solo permitió que la piel se volviera transparente, sino que también tuvo efectos similares en los músculos y otros tejidos conectivos. Esto abrió la posibilidad de observar una amplia gama de procesos biológicos internos con un nivel de precisión sin precedentes. Este descubrimiento tiene el potencial de transformar la manera en que los científicos estudian los organismos vivos, permitiendo investigaciones mucho más detalladas sin necesidad de procedimientos invasivos que puedan comprometer el bienestar de los sujetos experimentales.

Un elemento crucial del éxito de esta técnica radica en la capacidad de la tartrazina para absorber luz en el espectro ultravioleta y azul, lo que a su vez aumenta el índice de refracción en el espectro rojo, haciendo que los tejidos biológicos sean más transparentes a esas longitudes de onda. Esto no incrementa la opacidad, lo que lo diferencia de otros métodos que a menudo introducen barreras adicionales para la observación. Esta capacidad fue explicada detalladamente por los científicos, quienes apoyaron su descubrimiento con un modelo físico basado en el comportamiento de las moléculas absorbentes.

Uno de los aspectos más innovadores de este descubrimiento es su posible aplicación en el estudio de órganos y tejidos vivos. Gracias a la técnica desarrollada, los científicos pudieron observar en tiempo real una serie de funciones corporales de los ratones sin necesidad de realizar intervenciones invasivas. Esto incluyó, por ejemplo, la posibilidad de visualizar los movimientos de las neuronas entéricas en el intestino de los roedores, lo que facilitó un estudio detallado de la motilidad gastrointestinal. “Logramos generar mapas temporales que describen la motilidad intestinal del ratón, así como la diversidad de patrones de movimiento”, detallaron los autores del estudio.

El uso de la tartrazina no se limitó al estudio del tracto digestivo. Los investigadores también la aplicaron en otras áreas del cuerpo de los ratones, como el cráneo y las extremidades. En estos casos, lograron visualizar vasos sanguíneos cerebrales y sarcómeros en los músculos. Esta capacidad de observar detalles tan profundos y específicos en un organismo vivo representa un cambio significativo en la forma en que los científicos pueden abordar estudios de fisiología y enfermedades, permitiendo la recolección de datos mucho más precisos y relevantes.

Esta nueva técnica, además de ser no invasiva, permite a los científicos observar el cuerpo en su estado natural, sin alteraciones provocadas por procedimientos quirúrgicos. Esto ofrece una ventaja considerable frente a los métodos tradicionales de imágenes, que en muchas ocasiones requieren el uso de técnicas invasivas o de la creación de ventanas artificiales en los tejidos para poder visualizar las estructuras internas. En este sentido, los investigadores señalaron que el uso de tartrazina “abre nuevas posibilidades para la investigación biológica y médica”.

El fundamento teórico detrás de este hallazgo se basa en el modelo de oscilador de Lorentz, una teoría que describe cómo las moléculas absorben y dispersan la luz. Según este modelo, las moléculas que absorben luz en las regiones ultravioleta y azul del espectro visible pueden aumentar el índice de refracción de los tejidos biológicos, lo que reduce la dispersión de la luz y, en consecuencia, hace que los tejidos se vuelvan transparentes. Esta hipótesis fue confirmada mediante experimentos, lo que llevó al desarrollo de esta novedosa técnica de visualización.

Según los investigadores, este enfoque es radicalmente diferente de los métodos convencionales de imágenes, que a menudo se ven limitados por la dispersión de luz en tejidos opacos. “El modelo de oscilador de Lorentz predice que moléculas con bajos picos de resonancia y electrones deslocalizados son candidatas más efectivas para aumentar el índice de refracción”, explicaron los expertos. Esto significa que las moléculas que absorben luz en determinadas longitudes de onda pueden alterar las propiedades ópticas del tejido de manera controlada, permitiendo la transparencia.

La tartrazina resultó ser una opción eficaz para estos experimentos debido a su solubilidad en agua y su capacidad para interactuar con los componentes acuosos de los tejidos biológicos. Al disolverse en agua, la tartrazina modifica el índice de refracción del medio acuoso, reduciendo el contraste entre el agua y los lípidos en los tejidos, lo que resulta en la transparencia temporal de los mismos. Este fenómeno, que al principio parecía contraintuitivo, fue respaldado por las observaciones y el análisis teórico de los investigadores.

Este descubrimiento tiene un impacto significativo en el campo de la imagenología óptica, una técnica fundamental en la investigación médica y biológica. La dispersión de luz en los tejidos biológicos ha sido históricamente uno de los mayores obstáculos para obtener imágenes claras de estructuras profundas en organismos vivos. Los métodos actuales de estudios por imagen ópticas, como la microscopía de dos fotones o la fluorescencia en el infrarrojo cercano, se han visto limitados por su baja capacidad de penetración o su incapacidad para ser utilizados en organismos vivos.

Con la técnica de transparencia desarrollada a través del uso de tartrazina, los científicos lograron superar muchas de estas limitaciones. Según los autores del estudio, “esta técnica podría aplicarse a una amplia gama de órganos y tejidos, mejorando nuestra capacidad para estudiar enfermedades y procesos biológicos a una resolución sin precedentes”. Además, al no requerir la eliminación de tejidos para su estudio, esta técnica permite un enfoque más natural y menos invasivo para el análisis de la anatomía interna.

El impacto potencial de este avance no se limita al ámbito de la investigación. Este descubrimiento también podría tener importantes aplicaciones clínicas, ya que permitiría desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico que podrían mejorar la detección temprana de enfermedades sin la necesidad de procedimientos invasivos. La transparencia temporal de los tejidos ofrecería a los médicos una forma más precisa y efectiva de estudiar las condiciones de los órganos y tejidos sin causar daño.

A pesar de los avances logrados, la técnica de transparencia aún enfrenta desafíos y limitaciones. Aunque los resultados iniciales fueron prometedores, la transparencia lograda en los tejidos no fue completa. “La dispersión de la luz en los tejidos heterogéneos no se eliminó por completo”, indicaron los investigadores. Esto implica que, aunque se mejoró la capacidad de penetración de la luz en los tejidos, sigue habiendo obstáculos para la visualización de estructuras muy profundas.

Otro aspecto importante es que la transparencia conseguida es temporal. Si bien esto puede ser útil para muchos estudios a corto plazo, limita su aplicación en investigaciones de largo plazo o en procedimientos que requieran una observación prolongada. Según los científicos, uno de los objetivos futuros es desarrollar métodos que permitan extender la duración de la transparencia o lograr una mayor uniformidad en la aplicación de la técnica a diferentes tipos de tejidos.

En conclusión, este avance marca un importante hito en el campo de la imagenología óptica y la biomedicina. Sin embargo, aún queda un largo camino por recorrer antes de que esta técnica pueda ser utilizada de manera rutinaria en el ámbito clínico.