De gele voedingskleurstof tartrazine verandert de snelheid waarmee licht door weefsels reist
Universiteit van Texas in Dallas
Door gewone voedselkleuring op de huid van levende muizen te masseren, werden hun weefsels transparant, waardoor we hun bloedvaten en organen aan het werk konden zien. De techniek zou artsen op een dag kunnen helpen dieper in ons lichaam te kijken om aandoeningen te diagnosticeren.
Het monitoren van de interne omgeving van een levend dier is niet eenvoudig. Als het dood is, kunnen we plakjes van het weefsel nemen of chemicaliën gebruiken om de eiwitten en vetten eruit te verwijderen om een beter zicht te krijgen. Bij levende dieren zijn sommige dingen wel te zien via scannen en endoscopie, maar om levend weefsel waar te nemen moet het vaak weggesneden worden.
Nu hebben Zihao Ou van de Universiteit van Texas in Dallas en zijn collega’s weefsels transparant gemaakt in levende muizen door de voedselkleurstof tartrazine, ook bekend als E102 of Geel 5, op hun huid te wrijven. Wanneer de huid kleurstofmoleculen absorbeert, verandert dit de brekingsindex van het weefsel: de snelheid waarmee licht er doorheen reist.
De kleurstof maakte de organen zichtbaar in levende muizen
Zihao Ou et al. in 2024
De muizen werden vervolgens transparant gemaakt, waardoor de onderzoekers de peristaltiek konden zien, de spiersamentrekkingen die voedsel door het spijsverteringskanaal verplaatsen, en naar de bloedvaten op het oppervlak van hun hersenen.
Om te begrijpen hoe de techniek werkt, moet je aan bruiswater denken, zegt Ou. Licht dat door de vloeistof schijnt, verandert van richting telkens wanneer het van water naar gasbel gaat of andersom, zegt hij. Dit betekent dat licht in alle richtingen wordt verstrooid en niet zo gemakkelijk in een vloeistof kan doordringen als alleen in lucht of niet-koolzuurhoudend water. Biologisch weefsel gedraagt zich op dezelfde manier omdat het veel water bevat, maar ook andere moleculen zoals lipiden en eiwitten, die meestal een hogere brekingsindex hebben dan water.
Door kleurstof toe te voegen, verandert de brekingsindex van water in het weefsel zodat deze beter overeenkomt met die van lipiden en andere moleculen, waardoor de hoeveelheid licht die wordt verstrooid wordt verminderd. “Het betekent dat je dieper kunt zien, dieper kunt onderzoeken”, zegt Ou.
De kleurstof kan worden afgewassen en lijkt de muizen niet te schaden.
Het werk raakt de kern van een van de grootste problemen in de microscopie, zegt Christopher Rowlands van Imperial College London. “Als je iets verder dan een millimeter van het oppervlak van het weefsel wilde zien, vergeet het maar, dat gebeurde niet – en nu is het plotseling een mogelijkheid”, zegt hij. “Je kijkt door een centimeter, terwijl je voorheen een millimeter kon zien. Die centimeter maakt voor veel toepassingen het verschil.”
Tartrazine zou potentieel giftig kunnen zijn als je er veel van op de huid smeert, zegt Rowlands, maar neurowetenschappers steken routinematig sondes en lenzen in de hersenen of verwijderen delen van de cortex. Het gebruik van een kleurstof op de huid waarvan algemeen wordt aangenomen dat deze veilig is voor consumptie, zou sowieso waarschijnlijk minder schadelijk zijn, zegt hij.
Maar hoewel deze techniek de huid transparanter maakt, krijgen artsen geen volledig duidelijk beeld van iemands binnenkant. “Het wordt niet de onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter”, zegt Rowlands. “Het wordt iets waarbij het lijkt alsof de huid glaziger is dan zou moeten.” Zelfs als het effect zich door het hele lichaam zou voordoen, zou je nog steeds botten en gespecialiseerde structuren, organellen genaamd, in cellen zien, zegt hij.
Onderwerpen: