Der Farbstoff in Ihren Doritos könnte Tierbilder verändern

Ein in Lebensmitteln häufig verwendeter Farbstoff – unter anderem bei der Herstellung von Doritos-Kartoffelchips – macht die Haut lebender Nagetiere reversibel durchsichtig.

Der Forscher Guosong Hong und seine Kollegen von der Stanford University in den USA haben herausgefunden, dass man durch das einfache Auftragen einer wässrigen Tartrazinlösung auf die Haut von Mäusen unter Narkose deren innere Organe und Blutgefäße sichtbar machen kann, ohne dass dabei Schnitte vorgenommen werden müssen.

Laut dem kalifornischen Team könnte diese Entdeckung letztendlich zur Entwicklung nichtinvasiver Techniken zur Untersuchung von Organen führen. bei der Arbeit Tiere in Echtzeit.

Für Marc-André Fortin, Forscher am Biomaterials Laboratory for Medical Imaging (BIM) des Forschungszentrums CHU aus Quebec, diese Werke, an denen er nicht mitwirkte, sind sehr interessant.

Sie sind besonders interessant, da die optische Bildgebung des menschlichen Körpers gegenwärtig noch sehr eingeschränkt ist.erklärt der Forscher, der hauptsächlich in den Bereichen Magnetresonanztomographie, Röntgen und Positronen-Emissions-Tomographie arbeitet.

Das interessanteste Anwendungspotenzial [de cette méthode]Auch auf sehr kurzfristiger Ebene wird die bildgebende Untersuchung von Tieren häufig eingesetzt, um die Phänomene, die sich im Körper von Säugetieren abspielen, besser zu verstehen.

Wie funktioniert es?

Tartrazin, auch bekannt als FD&C Yellow No. 5, ist ein Farbstoff in Form eines feinen Pulvers, dessen Farbe von Orange bis zu einem sehr hellen Gelb reicht.

Einer der Hauptvorteile dieser Substanz: Sie ist sehr gut wasserlöslich.

Da die Forscher wussten, dass dieser Farbstoff auch Licht – insbesondere blaues und ultraviolettes Licht – absorbiert, vermischten sie ihn mit Wasser, um eine Lösung herzustellen, die sie auf die Haut der Nagetiere auftrugen und die als Diffusionsmedium fungierte.

Einzeln blockieren diese beiden Elemente den größten Teil des Lichts, das durch sie hindurchgeht. Doch durch ihre Kombination konnten wir die Haut der Maus transparent machen.erklärt Professor Hong in einer Pressemitteilung der Universität am Rande der Veröffentlichung der Studie in der Zeitschrift Wissenschaft (Neues Fenster) (auf Englisch).

Dies ist völlig anders als man es von Farbstoffen erwarten würde, und es ist vollständig reversibel! Sobald wir die Haut mit Wasser abgespült und massiert haben, war der Effekt innerhalb weniger Minuten umgekehrt.

Der restliche Farbstoff wurde über die Haut verstoffwechselt und über den Urin ausgeschieden.

In ihren Experimenten rieben die Forscher die Wasser- und Farbstofflösung auf Bauch, Kopfhaut und Hinterbeine von Mäusen. Nachdem der Farbstoff vollständig in die Haut eingedrungen war, wurde er innerhalb weniger Minuten transparent.

Es ist wirklich interessant, Muskelstrukturen zu sehen und sie sich bewegen zu sehen. Sie konnten Muskelstrukturen sogar in einer Tiefe sehen, die weit über das hinausgeht, was viele andere optische Bildgebungsverfahren können. Das ist ein großer Fortschritt.

Im Bauchraum konnten funktionierende innere Organe wie Leber und Blase beobachtet werden.

Die Forscher konnten auch Blutgefäße unter der transparenten Haut sehen, die den Schädel bedeckt.

Letztendlich könnte uns diese Technik tiefere Einblicke in das Mäusehirn ermöglichen, das nur wenige Millimeter im Durchmesser misst.

Dies ist für Neurowissenschaftler sehr interessant.bemerkt Marc-André Fortin.

Mithilfe dieser Technik war es sogar möglich, den Herzschlag und das aktive Atmungssystem der Maus zu sehen.

Das Unsichtbare sehen

Die Idee, eine Lösung auf die Haut aufzutragen, die sie durchsichtig macht, ohne sie zu schädigen, ist insbesondere in der Medizin sehr reizvoll.

Die physikalische Erklärung für das Phänomen, das für das ungeübte Auge wie ein Zaubertrick erscheinen mag, lautet: Das Auflösen von Tartrazinmolekülen in Wasser verringert den Grad der Lichtstreuung im Hautgewebe.

Eine Frage der Tiefe

Das Experiment wurde nur an Mäusen durchgeführt. Dabei ist zu beachten, dass die menschliche Haut viel dicker ist als die eines Nagetiers und was bei Mäusen in Millimetern gemessen wird, wird beim Menschen in Zentimetern gemessen.

[La technique] ermöglicht die Darstellung von Strukturen mit guter Auflösung von ein oder zwei Millimetern unter der dünnen Haut der Maus. Um jedoch einen menschlichen Bauch abzubilden, müsste man mehrere zehn Zentimeter tief eindringen.

Die Autoren der Studie erwähnen die Möglichkeit perkutaner Infusionen, diese müssten jedoch in präklinischen Studien evaluiert werden.

Gefährliche Konzentrationen

Es ist zu beachten, dass Tartrazin in einer wässrigen Lösung in sehr hoher Konzentration vorhanden sein muss, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Und hohe Konzentrationen sind mit erheblicher Toxizität verbunden.

Forscher Marc-André Fortin bezweifelt deshalb, dass die Substanz als intravenöses Kontrastmittel beim Menschen eingesetzt werden kann.

Von der Maus zum Menschen

Obwohl die Toxizität der Substanz – und die Dicke der menschlichen Haut – es derzeit nicht zulässt, mit dieser Technik innere Organe zu untersuchen, könnte sie dennoch einen Blick auf das ermöglichen, was sich unter der Haut verbirgt.

Beim Menschen könnte die Technik möglicherweise für die Beobachtung von Gefäßerkrankungen der Haut und verschiedener Arten oberflächlicher Krebserkrankungen wie Melanomen ohne invasive Biopsie von Interesse sein.

Dieser Ansatz könnte auch einige Untersuchungen wie Röntgen- und CT-Aufnahmen ersetzen, die Durchführung von Blutuntersuchungen jedoch einfacher und weniger schmerzhaft machen, indem er dem Pflegepersonal hilft, Venen einfacher zu finden.

Darüber hinaus könnte die Technik auch die Tattooentfernung per Laser verbessern, indem sie dabei hilft, die Laserstrahlen präzise auf die Stelle des Pigments unter der Haut zu fokussieren.

Wenn wir einfach sehen könnten, was unter der Haut vor sich geht, anstatt sie aufzuschneiden oder Strahlung zu verwenden, um eine weniger klare Sicht zu erhalten, könnten wir die Art und Weise ändern, wie wir den menschlichen Körper sehen.

Die rötliche Farbe des Farbstoffs ermöglicht keine perfekte Transparenz über das gesamte sichtbare Spektrum, da er immer noch blaues Licht blockiert.

Darüber hinaus versuchen die Forscher, die Absorption des Farbstoffs in Richtung des ultravioletten Spektrums zu verschieben, wodurch ein Transparenzeffekt auf allen sichtbaren Farben entstehen würde.

Sehen Sie das Gehirn von Mäusen

Für Marc-André Fortin wird eines der nächsten Ziele darin bestehen, eine gute Dosierung des Produkts zu erhalten. Ein Schritt, der einige Jahre dauern könnte. Wenn dies gelingt, wird es möglich sein, das Gehirn einer Maus in Echtzeit zu untersuchen.

Durch Öffnen des Schädels des Nagetiers und Verabreichen einer guten Dosis an die Hirnrinde wird es möglich sein, sein nur wenige Millimeter großes Gehirn eingehend und in Echtzeit zu untersuchen.bemerkt Herr Fortin, der davon überzeugt ist, dass das Tool in den nächsten fünf Jahren sicherlich in Forschungszentren eingesetzt werden wird.

Ich bin sicher, dass es derzeit Leute gibt, die versuchen, diese Werke zu reproduzieren, da der dafür erforderliche optische Aufbau nicht sehr komplex ist.

Die Originalität des Ansatzes liegt darin, dass er im Labor relativ einfach reproduzierbar ist. Anbieter optischer Geräte für die Kleintierforschung müssen daran arbeiten.schloss er.