Лабораторных мышей сделали прозрачными с помощью красителя
Американские биоинженеры нашли способ делать кожу лабораторных мышей прозрачной с помощью обычного пищевого красителя, что позволяет изучать работу внутренних органов без скальпеля. Метод, основанный на изменении показателя преломления света, уже продемонстрировал разрешение до микрометра, что превосходит возможности многих стандартных инструментов визуализации. Эта технология может кардинально изменить правила проведения доклинических испытаний, сократив количество болезненных процедур для подопытных животных.
Как пищевой краситель заменяет хирургический нож
Команда исследователей из Стэнфордского университета под руководством Цзыхао Оу применила раствор тартразина (известного как пищевая добавка E102), чтобы временно сделать кожу грызунов оптически прозрачной. Молекулы красителя, сильно поглощающие свет, изменяют скорость его прохождения через биологические ткани. Это выравнивает разницу в показателях преломления между водой и липидами, которые обычно рассеивают свет и делают кожу непрозрачной. В результате исследователи получили возможность напрямую наблюдать за желудочно-кишечным трактом и даже кровеносными сосудами в мозге мышей без удаления кожных покровов.
Глубина проникновения и безопасность метода
Новый подход обеспечивает глубину исследования до нескольких миллиметров при микрометровом разрешении. Этого достаточно для визуализации моторики кишечника и других физиологических процессов. Раствор легко смывается водой и, по заявлениям ученых, не причинил вреда подопытным животным во время экспериментов. Хотя в высоких концентрациях тартразин может быть токсичен, авторы исследования подчеркивают, что альтернативой ему является вживление зондов в мозг или удаление участков коры, что представляет собой гораздо более серьезное вмешательство.
Мыши остаются основным объектом доклинических исследований: их геном совпадает с человеческим на 80%, а размеры тела делают их удобными для содержания. До сих пор изучение внутренней среды живого организма требовало либо сложной эндоскопии с ограниченным обзором, либо инвазивных операций по вырезанию образцов тканей. Новая технология предлагает третий путь — неинвазивную оптическую визуализацию в реальном времени.
Разработка стэнфордских биоинженеров открывает возможности для более гуманного тестирования лекарств, особенно в онкологии и гастроэнтерологии. Возможность наблюдать за ростом опухолей или работой кишечника без хирургического вмешательства снижает стресс для животных и повышает чистоту эксперимента, исключая влияние послеоперационных осложнений на результаты. В перспективе, если технология будет адаптирована для более толстых тканей, она может найти применение не только в фундаментальной науке, но и в медицинской диагностике, например, для неинвазивного осмотра поверхностных слоев кожи и подкожной клетчатки у человека.
