Descoberto método para tornar pele e músculos temporariamente transparentes com corante alimentar comum

 (theguardian.com)
2 pontos por GN⁺ 2024-09-07 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp
  • Pesquisadores da Stanford University mostraram que um corante alimentar comum pode tornar temporariamente transparentes a pele, os músculos e os tecidos conjuntivos de animais vivos, permitindo ver órgãos e vasos sanguíneos
  • O corante alimentar amarelo tartrazine altera o índice de refração dos tecidos para reduzir a dispersão da luz, permitindo especialmente que comprimentos de onda avermelhados penetrem mais profundamente
  • Peito de frango ficou transparente à luz vermelha poucos minutos após ser mergulhado em uma solução de tartrazine, e em camundongos foi possível observar órgãos sob a pele abdominal e vasos sanguíneos do cérebro na cabeça
  • A transparência é reversível e repetível, mas por enquanto a profundidade observável ainda é limitada pela profundidade de penetração do corante
  • Ainda não houve testes em humanos, então a segurança precisa ser comprovada, mas permanecem possíveis aplicações médicas como localizar veias, monitorar doenças digestivas e detectar tumores

Observando tecidos vivos com corante alimentar

  • Pesquisadores da Stanford University confirmaram que um corante alimentar comum pode tornar temporariamente transparentes a pele, os músculos e os tecidos conjuntivos
  • Ao aplicar o corante no abdômen de camundongos, foi possível ver fígado, intestinos e bexiga através da pele abdominal
  • Em um experimento com corante aplicado na cabeça raspada de camundongos, foi possível observar os vasos sanguíneos do cérebro
  • A pele tratada volta à cor original depois que o corante é lavado

Como funciona: igualando o índice de refração para reduzir a dispersão da luz

  • Quando a luz entra em tecidos biológicos, ela se dispersa bastante por causa das diferenças no índice de refração entre estruturas internas como membranas lipídicas e núcleos celulares
  • A luz se desvia ao passar entre meios com índices de refração diferentes, e essa dispersão faz o tecido parecer opaco
  • Certos corantes podem facilitar a passagem de comprimentos de onda específicos da luz através da pele e de outros tecidos
  • Quando um corante fortemente absorvente altera o índice de refração do tecido, a diferença de índice entre tecidos distintos diminui e a dispersão é suprimida
  • Essa abordagem lembra a ideia do romance The Invisible Man, de HG Wells, de 1897, em que o índice de refração de um objeto é ajustado ao do ar ao redor

Resultados do experimento com tartrazine

  • O experimento dos pesquisadores foi publicado na Science
  • Peito de frango fresco tornou-se transparente à luz vermelha poucos minutos após ser mergulhado em uma solução do corante alimentar amarelo tartrazine
    • A tartrazine é um corante alimentar amarelo usado em produtos como Doritos e a bebida SunnyD nos EUA
    • O corante reduz a dispersão da luz dentro do tecido, permitindo que a luz penetre mais profundamente
  • Ao aplicar tartrazine na parte inferior do abdômen de camundongos, a pele abdominal ficou transparente e os intestinos e órgãos ficaram visíveis
  • Depois de aplicar o corante na cabeça raspada de camundongos, os pesquisadores observaram vasos sanguíneos cerebrais com laser speckle contrast imaging
  • Dr. Guosong Hong afirmou que normalmente se esperaria que um corante tornasse um objeto menos transparente, mas que, ao dissolver tartrazine em músculos ou pele opacos, quanto maior a quantidade de tartrazine, mais nítida ficava a região da luz vermelha

Limitações e segurança

  • Os pesquisadores avaliaram o processo como reversível e repetível
  • A pele volta à cor natural quando o corante é removido com lavagem
  • Atualmente, a profundidade da transparência é limitada pela profundidade de penetração do corante
  • Hong considera que patches de microagulhas ou injeções podem ser formas de levar o corante mais profundamente
  • O procedimento ainda não foi testado em humanos e, especialmente se o corante for injetado sob a pele, sua segurança de uso precisará ser demonstrada

Possíveis aplicações médicas

  • Se for aplicado em humanos, poderá ser usado em várias situações médicas
    • identificar a localização de lesões
    • localizar veias para coleta de sangue
    • monitorar doenças do sistema digestivo
    • detectar tumores
  • Hong sugere a possibilidade de diagnosticar tumores profundos observando diretamente o tecido, em vez de recorrer a biópsias invasivas
  • Encontrar veias com mais facilidade pode ajudar a reduzir a dor durante a coleta de sangue

Potencial de expansão como ferramenta de pesquisa

  • Muitos cientistas usam animais naturalmente transparentes, como o zebrafish, para estudar como órgãos e características de doenças como o câncer se desenvolvem em organismos vivos
  • O uso de corantes de transparência pode ampliar a variedade de animais que podem ser estudados dessa forma
  • Christopher Rowlands e Jon Gorecki, do Imperial College London, avaliaram em um texto complementar que esse procedimento deve despertar interesse muito amplo
  • Combinado com tecnologias modernas de imageamento, ele pode ser usado para registrar o cérebro inteiro de um camundongo ou encontrar tumores sob tecidos com espessura de centímetros

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2024-09-07
Opiniões no Hacker News

  • Quando eu era criança, li um conto que parecia ser de Paul Jennings, em que a pele de um garoto ficou transparente depois que ele foi picado por um inseto estranho, e ele teve que viver em uma caverna.
    Anos depois, ao ser picado de novo, a pele voltou ao normal e ele retornou à sociedade, mas, nesse meio-tempo, todo mundo tinha ficado transparente, então ele voltou a ser um solitário.

  • Dizem que “não foi testado em humanos”, mas, a menos que haja algum motivo que torne óbvio para especialistas que isso não funcionaria em humanos, é difícil me convencer de que alguém no laboratório não tenha testado escondido em si mesmo.

    • Eu ia postar este artigo do Guardian antes de ele aparecer no HN, mas desisti quando vi que era um experimento em camundongos.
      Isso porque, sempre que eu postava um artigo ou paper parecido, logo aparecia um comentário dizendo “isso só funcionou em camundongos”; neste caso, parece que essa etapa já foi superada.
    • O artigo exagera em alguns pontos. Ele não torna a pele transparente para toda luz, apenas em certos comprimentos de onda vermelhos.
      Além disso, parece exigir uma concentração alta demais para ser removida tão facilmente quanto o artigo sugere, e fico preocupado com possível toxicidade em doses altas.

  • É surpreendente que um corante tão comum, usado em sua finalidade original de tingir, ainda não tivesse essa propriedade explicada.
    Será que há alguma limitação óbvia que especialistas em química e biologia perceberiam de imediato, ou foi realmente o acaso que impediu tentativas desse método até agora?

    • Na prática, talvez seja necessária uma concentração bem alta, então isso pode não ter acontecido normalmente.
      O ponto mencionado abaixo sobre a pele de camundongos ser mais fina também faz sentido, mas há áreas com pele bastante fina, como orelhas ou pulsos.
      Tenho a impressão de que algum YouTuber corajoso vai testar isso antes de os autores do paper conseguirem aprovação do comitê de ética, então vou pesquisar de novo daqui a um ou dois meses.
    • Sendo uma substância tão comum, parece estranho que ninguém a tenha derramado no corpo e notado esse efeito.

  • Paper: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

    • O texto diz que ela reduz a diferença no índice de refração entre água e lipídios, fazendo com que tecidos biológicos vivos se tornem opticamente transparentes.
      A parte mais surpreendente é que isso foi previsto por um modelo clássico de óptica [1].
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model

  • É divertido imaginar que, toda vez que bebo Fanta, meu intestino fica transparente, e que os únicos capazes de ver isso são os microrganismos que vivem lá dentro.
    Acho que os microrganismos também ficariam “de queixo caído”, à maneira deles.

    • Qualquer substância é transparente em certos comprimentos de onda.

  • Segundo o artigo, o corante é tartrazina, também conhecida como FD&C Yellow 5 ou E102.

    • Yellow #5 na pele não a torna transparente.
      Fonte: Doritos

  • Nunca foi testado em humanos.
    Algumas rãs das Américas tropicais (Centrolenidae) evoluíram para ficar naturalmente transparentes, e alguns peixes, incluindo Siluriformes e Perciformes, têm capacidades semelhantes, então isso evoluiu várias vezes em vertebrados inferiores.
    Mas eles têm um metabolismo diferente do humano, e a pele de camundongos é muito mais fina que a pele humana. Acho que esse efeito só funciona em animais muito pequenos e esbarra em limites ópticos a partir de certa espessura. Talvez funcione em um dedo, mas parece difícil para o coração; por enquanto, minha expectativa é 4 de 10.

    • Ainda assim, bilhões de pessoas ingeriram essa substância no último ano, inclusive em formas farmacêuticas para produzir comprimidos amarelos.
      Em doses altas pode ser pior, mas é bem possível que seja bastante segura e valha testes adicionais.

  • Dizem que, ao aplicar no couro cabeludo de roedores, foi possível ver os vasos sanguíneos do cérebro; desde quando camundongos não têm crânio?

    • O crânio de camundongos é muito fino, então às vezes é possível fazer imageamento diretamente através dele.
    • Pensei a mesma coisa, mas mais adiante no artigo diz que isso foi resultado do uso combinado de imageamento por speckle a laser e do corante.
    • O artigo diz que, no experimento com o cérebro, foi usado imageamento por speckle a laser.

  • Se isso está em Doritos, por que jogadores de Call of Duty não estão sempre transparentes?

    • A pele fica transparente, mas o pó de Cheetos não.
    • Talvez o estômago tenha sido transparente esse tempo todo e ninguém soubesse.