Una straordinaria scoperta scientifica arriva dalla Cina e promette di aprire una finestra sul corpo umano, o meglio sugli organi interni, rendendo la pelle come un ‘vetro trasparente’. La tecnica, definita “rivoluzionaria“, messa a punto per riuscire nell’impresa è illustrata in uno studio in pubblicazione sulla rivista Science. I ricercatori della Stanford University che l’hanno sviluppata hanno usato un processo controintuitivo, l’applicazione topica (reversibile) di un colorante alimentare, e sono riusciti nei test condotti su animali a trovare il modo per vedere gli organi all’interno di un corpo rendendo i tessuti sovrastanti trasparenti alla luce visibile.
Come sono riusciti a rendere la pelle ‘invisibile’?
I ricercatori hanno sviluppato un modo per prevedere il modo in cui la luce interagisce con i tessuti biologici colorati. La dispersione è la ragione per cui non possiamo vedere attraverso il nostro corpo: i grassi, i fluidi nelle cellule, le proteine e altri materiali hanno ciascuno un diverso indice di rifrazione, una proprietà che determina il grado di deviazione di un’onda luminosa in arrivo.
Gli scienziati coinvolti nello studio si sono resi conto che se volevano rendere trasparente il materiale biologico, dovevano trovare un modo per far coincidere i diversi indici di rifrazione, in modo che la luce potesse attraversarlo senza ostacoli. La loro attenzione è stata rivolta alla tartrazina, un colorante alimentare: quando disciolte in acqua e assorbite nei tessuti, le sue molecole sono perfettamente strutturate per corrispondere agli indici di rifrazione e impedire la dispersione della luce, con conseguente trasparenza. Il primo ‘test’ i ricercatori lo hanno fatto su “sottili fette di petto di pollo”: con l’aumentare delle concentrazioni di tartrazina, la fetta è diventata trasparente.
Poi i ricercatori hanno strofinato delicatamente una soluzione temporanea di tartrazina sui topi. Per prima cosa, hanno applicato la soluzione sulla testa, rendendo la pelle trasparente per rivelare i vasi sanguigni che si intersecano nel cervello. Poi, hanno applicato la soluzione sull’addome, riuscendo a vedere contrazioni dell’intestino e movimenti causati da battiti cardiaci e respirazione. La tecnica ha persino migliorato le osservazioni al microscopio, hanno spiegato gli autori del lavoro.
Il processo è reversibile, hanno infine dimostrato: quando il colorante è stato risciacquato via, i tessuti sono rapidamente tornati alla normale opacità. La tartrazina non sembrava avere effetti a lungo termine e qualsiasi eccesso è stato escreto entro 48 ore. L’ipotesi degli esperti è che l’iniezione del colorante possa portare a visioni ancora più approfondite all’interno degli organismi, “con implicazioni sia per la biologia che per la medicina“.
Le possibili applicazioni
Questa strategia in prospettiva potrebbe essere applicata a un’ampia gamma di diagnosi mediche, dalla localizzazione di lesioni al monitoraggio di disturbi digestivi fino all’identificazione di tumori. Per esempio, “guardando al futuro, la tecnologia potrebbe rendere le vene più visibili per il prelievo di sangue, o rendere più semplice la rimozione dei tatuaggi tramite laser, o ancora assistere nella diagnosi precoce e nel trattamento dei tumori“, afferma Guosong Hong, Professore associato di scienza e ingegneria dei materiali alla Stanford University, beneficiario della borsa di studio Career della National Science Foundation statunitense che ha contribuito a guidare questo lavoro.
Tra le altre applicazioni possibili, “ad esempio, alcune terapie utilizzano i laser per eliminare le cellule cancerose e precancerose, ma sono limitate alle aree vicine alla superficie della pelle. Questa tecnica potrebbe essere in grado di migliorare la penetrazione della luce”, continua l’esperto.
I ricercatori sperano che il loro approccio possa dare il via a un nuovo campo di studi che abbina i coloranti ai tessuti biologici in base alle proprietà ottiche, aprendo potenzialmente la strada a un’ampia gamma di applicazioni mediche.
Tuttavia, gli esperti precisano che la tecnica descritta non è stata ancora testata sugli esseri umani e che i coloranti possono essere nocivi e non vanno usati in modo improprio.