Científicos logran que piel de ratón sea temporalmente transparente, permitiendo observar tejidos internos sin cirugías. Un avance revolucionario en biomedicina.
Científicos han realizado un avance significativo en el campo de la biomedicina al lograr que la piel de ratón se vuelva temporalmente transparente mediante el uso de un colorante alimentario común. Este hallazgo, reportado por Infobae y publicado en la revista Science, ha permitido a los investigadores observar directamente los tejidos y órganos internos sin necesidad de recurrir a cirugías o métodos invasivos. El enfoque se basa en la utilización de moléculas altamente absorbentes, lo que representa una nueva estrategia para superar las limitaciones técnicas de la imagenología óptica, especialmente aquellas que se ven obstaculizadas por la dispersión de la luz en los tejidos biológicos.
El experimento se centró en el uso de tartrazina, un colorante aprobado por la FDA en Estados Unidos, que tiene la capacidad de hacer que los músculos y otros tejidos conectivos de los ratones se vuelvan transparentes. Según los investigadores, la transparencia lograda es reversible, lo que permite una visualización precisa de las estructuras internas a nivel microscópico. Este avance ha sido considerado revolucionario para el estudio de la anatomía y fisiología de los organismos vivos, ya que elimina la necesidad de procedimientos invasivos que podrían alterar las condiciones naturales de los sujetos estudiados. Además, tiene importantes implicaciones para la investigación biomédica futura, ya que podría facilitar el estudio de funciones corporales y enfermedades de una manera que antes no era posible. Como se destacó en Science, “la profunda capacidad de remover barreras 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 menos invasivas.
Uno de los aspectos más sorprendentes de este descubrimiento es que el colorante utilizado es comúnmente empleado en la industria alimentaria. Los científicos demostraron que al aplicar esta sustancia tópicamente sobre los ratones, se podía lograr que sus tejidos se volvieran transparentes, permitiendo la observación de detalles microscópicos de manera directa. “La adición fue capaz de volver transparente el abdomen de un ratón vivo”, explicaron los autores al describir los resultados iniciales del estudio. No solo se logró la transparencia, sino que también se observaron efectos similares en los tejidos conectivos. Este avance abre la posibilidad de realizar una amplia gama de estudios con una precisión sin precedentes, transformando la forma en que se llevan a cabo las investigaciones, ya que se pueden realizar procedimientos menos invasivos que no comprometen el bienestar de los sujetos experimentales.
Un elemento crucial para el éxito de esta técnica radica en la capacidad del colorante para absorber en el espectro de luz ultravioleta y azul, lo que a su vez aumenta el índice de refracción en el rango del rojo, haciendo que estas longitudes de onda sean menos opacas. Esto, a menudo, introduce barreras adicionales a la observación. Los científicos explicaron que este fenómeno se basa en un modelo físico que describe el comportamiento de los absorbentes.
Gracias a esta técnica innovadora, los investigadores pudieron realizar una serie de intervenciones en ratones en tiempo real. Esto incluyó, por ejemplo, la visualización de los movimientos de las neuronas entéricas en el intestino de los roedores, lo que facilitó un análisis detallado de la motilidad gastrointestinal. “Logramos generar mapas temporales que describen el movimiento intestinal de un ratón, así como la diversidad de patrones de movimiento”, señalaron los autores en relación con el tracto digestivo. También aplicaron esta técnica en otras áreas del cuerpo, como el cráneo y las extremidades, incluyendo vasos sanguíneos cerebrales y sarcómeros en los músculos. Estos estudios profundos y específicos pueden abordar enfermedades y permitir la recolección de datos precisos y relevantes. La nueva técnica, además, permite observar el estado natural de los tejidos, evitando las alteraciones provocadas por procedimientos quirúrgicos, lo que ofrece una ventaja considerable frente a las imágenes tradicionales, que en muchas ocasiones requieren la creación de ventanas artificiales para poder observar el interior.
El fundamento teórico detrás de este avance se basa en el oscilador de Lorentz, que describe cómo los tejidos biológicos absorben y dispersan la luz. Este modelo sugiere que al aumentar la absorción en ciertas regiones del espectro visible, se puede reducir la opacidad y, como consecuencia, hacer que los tejidos se vuelvan transparentes. Esta hipótesis fue confirmada mediante experimentos que llevaron a una novedosa forma de visualización, que es radicalmente diferente de las técnicas convencionales que se ven limitadas por la opacidad de los tejidos. “El modelo predice que los bajos picos de resonancia de electrones deslocalizados son candidatas efectivas para la refracción”, explicaron los expertos. Esto significa que las propiedades ópticas de determinados tejidos pueden ser controladas para lograr la transparencia. La opción resultó ser eficaz en los experimentos debido a la solubilidad en agua del colorante, que interactúa con los componentes acuosos. Al disolverse en agua, modifica el medio acuoso, reduciendo el contraste entre los lípidos y los tejidos, lo que resulta en una transparencia temporal. Este fenómeno, aunque parecía contraintuitivo, fue respaldado por las observaciones y análisis de los investigadores.
El impacto de esta técnica en el campo de la medicina y la biología es fundamental. Históricamente, uno de los mayores obstáculos para obtener imágenes claras de organismos vivos ha sido la baja penetración de las técnicas de imagen óptica actuales, como la microscopía de dos fotones y la fluorescencia en el infrarrojo cercano. Estas técnicas han tenido limitaciones en su aplicación debido a la incapacidad de penetrar adecuadamente en los tejidos. Con el desarrollo de esta nueva técnica, se espera que “mejore nuestra capacidad para estudiar con mayor resolución que en precedentes”. Además, al requerir menos eliminación de tejido natural, se convierte en una herramienta menos invasiva para la investigación. Si se logran aplicaciones clínicas, esta técnica podría permitir el desarrollo de diagnósticos más precisos y mejorar la detección temprana de enfermedades, ofreciendo a los médicos herramientas efectivas sin causar daño a los pacientes.
A pesar de los avances logrados, los investigadores aún enfrentan desafíos. Aunque los resultados han sido prometedores, la técnica no ha logrado una transparencia completa en todos los casos. “El proceso es heterogéneo y no se ha eliminado completamente”, indicaron, lo que implica que, aunque se ha mejorado, todavía existen limitaciones significativas. Otro aspecto importante es que la transparencia lograda es temporal. Si bien esto puede ser útil a corto plazo, para estudios a largo plazo se requeriría una observación prolongada. Los objetivos futuros de los investigadores incluyen extender la duración de la transparencia y lograr una mayor uniformidad en diferentes tipos de tejidos. Este avance marca un hito en la biomedicina, aunque aún queda un camino por recorrer para que pueda ser utilizada de manera rutinaria en el ámbito clínico.
