Científicos de la Universidad de Stanford y la Universidad de Texas lograron un avance sin precedentes en el campo de la biomedicina. Con un tinte alimentario común, conocido como tartrazina, lograron volver transparente la piel de ratones vivos y mostraron con sorprendente claridad los vasos sanguíneos y los órganos subyacentes.

 

El estudio publicado en la revista Science el viernes pasado, podría cambiar radicalmente el diagnóstico médico y las terapias de enfermedades, desde la extracción de sangre hasta el tratamiento del cáncer.

 

El equipo señaló que la tartrazina es un tinte biocompatible y seguro, que se elimina del cuerpo en 48 horas a través de los desechos. El compuesto es conocido como “colorante amarillo n° 5″ en la industria alimenticia, y suele utilizarse en los snacks como papas fritas, nachos y dulces teñidos de ese color intenso. La tartrazina está aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) y también se conoce como FD&C Amarillo #5.

 

El investigador postdoctoral de la Universidad de Texas Zihao Ou (coautor del estudio) investigó una serie de colorantes fuertes para determinar sus propiedades ópticas ideales (UT Dallas)

 

“De cara al futuro, esta tecnología podría hacer que las venas sean más visibles para la extracción de sangre, facilitar la eliminación de tatuajes con láser o ayudar en la detección temprana y el tratamiento de cánceres”, señaló Guosong Hong, profesor adjunto de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Stanford y coautor del estudio en un comunicado de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos.

 

Aunque aún está en fase experimental, las implicaciones de este descubrimiento son enormes, tanto para la medicina como para la investigación biológica.

 

Los científicos aún deben investigar si el procedimiento será efectivo en la piel humana, que es aproximadamente 10 veces más gruesa que la de un ratón. Sin embargo, consideran que la posibilidad resulta prometedora y abre la puerta a futuras aplicaciones.

 

La ciencia detrás de la transparencia

 

La luz no puede pasar a través de la piel de los organismos debido a que sus componentes la dispersan, lo cual limita la utilización de equipos ópticos en la investigación biológica (USNSF)

 

El proceso, aunque suene a ciencia ficción, se basa en un principio físico bien conocido: la dispersión de la luz. Normalmente, la piel humana y animal es opaca porque sus diversos componentes (grasas, proteínas y fluidos celulares) dispersan las ondas de luz, impidiendo que penetren. Para superar este obstáculo, los científicos recurrieron a la tartrazina, un tinte alimentario aprobado por la FDA que absorbe luz, especialmente en el espectro azul y ultravioleta.

 

“Se podía ver a través del ratón. He trabajado en óptica durante 30 años y el resultado fue asombroso”, dijo a The Washington Post Adam Wax, especialista en biofotónica en la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, uno de los organismos financiadores de la investigación.

 

El doctor Zihao Ou, profesor asistente en la Universidad de Texas en Dallas y coautor del estudio, explicó que cuando la tartrazina se mezcla con la piel, se logra un efecto sorprendente. “Combinamos el tinte amarillo, que es una molécula que absorbe la mayor parte de la luz, con la piel, que es un medio de dispersión. Individualmente, estas dos cosas bloquean la luz, pero cuando las juntamos, logramos hacer la piel transparente”, afirmó Ou.

 

El resultado es que la luz puede atravesar la piel de los ratones, revelando lo que se encuentra debajo, como si se disipara una neblina.

 

Los investigadores explicaron que este fenómeno ocurre porque la solución de tinte dobla la luz de manera que coincide con los componentes de la piel, como las grasas, lo que reduce la dispersión de la luz y permite que esta atraviese el tejido.

 

Cómo fue el experimento con ratones

 

Abdomen de un ratón antes y después de utilizar el colorante amarillo para el estudio (Universidad de Standford)

 

Para demostrar la efectividad del método, los científicos realizaron varias pruebas en ratones. Frotaron una solución del colorante tartrazina en distintas partes del cuerpo de los roedores, comenzando por el cráneo. En cuestión de minutos, la piel sobre el cráneo se volvió transparente, y permitió a los investigadores observar claramente los vasos sanguíneos que recorren el cerebro de los animales.

 

El mismo procedimiento se realizó en el abdomen de los ratones, donde se pudo ver el movimiento del tracto digestivo, así como los latidos del corazón y la respiración.

 

El doctor Ou comparó la aplicación de la solución con el uso de una mascarilla facial, ya que se necesitan unos minutos para que el tinte se absorba en la piel y el efecto de transparencia se haga visible. “Es similar a cómo funciona una crema facial o una mascarilla: el tiempo necesario depende de la rapidez con que las moléculas se difunden en la piel”, dijo Ou.

 

Uno de los aspectos más notables de esta técnica es su reversibilidad. Frotando el tinte sobre la piel, esta se tornaba de color naranja y se volvía transparente; sin embargo, al enjuagarla, la piel recuperaba su apariencia opaca normal sin efectos secundarios.

lustración de cómo los tejidos de la piel que se vuelven transparentes después de la saturación con el colorante amarillo /Crédito: Keyi "Onyx" Li/Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU.)

 

¿Qué significa este avance para la medicina?

 

Aunque los experimentos demostraron su éxito en ratones, los científicos son cautelosos al anticipar su aplicación en seres humanos.

 

La piel humana es aproximadamente diez veces más gruesa que la de los ratones, lo que podría suponer un desafío. Además, aún no está claro qué método de administración del tinte sería más eficaz en personas: ¿aplicación tópica o inyección?

 

“Es importante que el tinte sea biocompatible, que sea seguro para los organismos vivos”, afirmó Ou. “Además, es muy barato y eficiente; no necesitamos mucho para que funcione”.

 

A pesar de estas incertidumbres, las aplicaciones potenciales de esta tecnología son muy amplias y alentadoras. Podría facilitar procedimientos médicos como la extracción de sangre, al permitir a los médicos distinguir con mayor precisión las venas. También podría revolucionar las terapias láser, que actualmente están limitadas a la superficie de la piel. Con esta técnica, la luz podría penetrar más profundamente y mejorar la capacidad de eliminar células cancerosas o tatuajes sin dañar el tejido circundante.

 

Más allá de las aplicaciones clínicas, los investigadores creen que este descubrimiento podría transformar la investigación biomédica en general.

La técnica permitió observar el movimiento de vasos sanguíneos y órganos en ratones (Getty Images)

Una de las mayores limitaciones actuales en el estudio de organismos vivos es la opacidad de los tejidos, lo que dificulta la observación de procesos internos con microscopios ópticos.

Sin embargo, al hacer que los tejidos sean transparentes, se podrían observar dinámicas más detalladas sin necesidad de cortar o dañar los tejidos. “Nuestro grupo de investigación es en su mayoría académico, por lo que una de las primeras cosas en las que pensamos cuando vimos los resultados de nuestros experimentos fue cómo esto podría mejorar la investigación biomédica”, afirmó Ou.

 

Al hacer los tejidos transparentes, se podrían utilizar herramientas ópticas como los microscopios de manera más eficaz, lo que permitiría estudiar procesos biológicos en tiempo real y con mayor precisión.

Los efectos en la piel del ratón fueron notables: cuando la solución se frotó en la piel sobre los cráneos de los roedores, se observó el movimiento de los vasos sanguíneos debajo de la piel (Universidad de Stanford/Gail Rupert/NSF)

 

Como sigue la investigación de la “piel transparente”

 

Aunque los primeros resultados han sido prometedores, queda mucho por investigar. Los científicos se proponen probar la técnica en piel humana y estudiar si la tartrazina puede ser efectiva en personas.

 

“Aunque aún no hemos probado el método en humanos, confiamos en que este avance tendrá un impacto significativo en la investigación médica”, concluyó Hong.

 

Si esta tecnología se demuestra viable en humanos, podría representar un avance radical en la forma en que los médicos diagnostican y tratan enfermedades, permitiendo una visibilidad sin precedentes dentro del cuerpo humano.