Yaygın gıda boyasıyla deri ve kasların geçici olarak saydamlaştırılmasının yolu bulundu

 (theguardian.com)
2 puan yazan GN⁺ 2024-09-07 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Stanford University araştırmacıları, yaygın bir gıda boyası ile canlı hayvanların deri, kas ve bağ dokusunu geçici olarak saydamlaştırıp organların ve damarların görülebildiğini gösterdi
  • Sarı gıda boyası tartrazine, dokunun kırılma indisini değiştirerek ışık saçılmasını azaltıyor ve özellikle kırmızı ışık dalga boylarının daha derine geçmesini sağlıyor
  • Tavuk göğsü, tartrazine çözeltisine batırıldıktan birkaç dakika sonra kırmızı ışıkta saydam hale geldi; farelerde ise karın derisinin altındaki organlar ve baştaki beyin damarları gözlemlendi
  • Saydamlaştırma geri döndürülebilir ve tekrarlanabilir, ancak şu anda boyanın nüfuz ettiği derinlik gözlemlenebilen derinliği sınırlıyor
  • İnsanlarda henüz test edilmediği için güvenliğinin kanıtlanması gerekiyor; ancak damar bulma, sindirim sistemi hastalıklarını izleme ve tümör tespiti gibi tıbbi kullanım olasılıkları bulunuyor

Gıda boyasıyla canlı dokunun içine bakmak

  • Stanford University araştırmacıları, yaygın bir gıda boyasının deri, kas ve bağ dokusunu geçici olarak saydam hale getirebildiğini doğruladı
  • Boya farelerin karnına sürüldüğünde karın derisinin içinden karaciğer, bağırsaklar ve mesane görülebildi
  • Tıraş edilmiş fare başına boya sürülen deneyde beynin kan damarları gözlemlenebildi
  • İşlem gören deri, boya yıkandığında eski rengine geri döndü

Nasıl çalışıyor: kırılma indisini eşleyerek ışık saçılmasını azaltmak

  • Işık biyolojik dokuya girdiğinde, yağ zarları ve hücre çekirdeği gibi iç yapıların kırılma indisi farkı nedeniyle çok fazla saçılıyor
  • Işık, farklı kırılma indisleri arasından geçerken bükülüyor ve bu saçılma yüzünden doku opak görünüyor
  • Belirli boyalar, deri ve diğer dokulardan geçen belirli dalga boylarındaki ışığın daha kolay geçmesini sağlayabiliyor
  • Güçlü soğurma yapan bir boya dokunun kırılma indisini değiştirdiğinde, farklı dokular arasındaki kırılma indisi farkı azalıyor ve saçılma bastırılıyor
  • Bu yaklaşım, HG Wells'in 1897 tarihli The Invisible Man romanında bir nesnenin kırılma indisinin çevresindeki havayla eşlenmesi fikrine benziyor

Tartrazine deney sonuçları

  • Araştırmacıların deneyi Science dergisinde yayımlandı
  • Taze tavuk göğsü, sarı gıda boyası tartrazine çözeltisine batırıldıktan birkaç dakika sonra kırmızı ışıkta saydam hale geldi
    • tartrazine, ABD'de Doritos, SunnyD içecekleri gibi ürünlerde kullanılan sarı bir gıda boyasıdır
    • Boya, doku içindeki ışık saçılmasını azaltarak ışığın daha derine nüfuz etmesini sağladı
  • Farelerin alt karın bölgesine tartrazine sürüldüğünde karın derisi saydamlaştı ve bağırsaklar ile organlar görülebildi
  • Tıraş edilmiş fare başına boya sürüldükten sonra laser speckle contrast imaging ile beyin damarları gözlemlendi
  • Dr Guosong Hong, normalde bir boyanın nesneleri daha az saydam hale getirmesinin bekleneceğini; ancak opak kas veya deriye tartrazine çözüldüğünde, tartrazine miktarı arttıkça kırmızı ışık bölgesinde görüntünün daha net hale geldiğini söyledi

Sınırlamalar ve güvenlik

  • Araştırmacılar bu süreci geri döndürülebilir ve tekrarlanabilir olarak değerlendirdi
  • Deri, boya yıkandığında doğal rengine geri dönüyor
  • Şu anda saydamlaştırma derinliği, boyanın nüfuz ettiği derinlikle sınırlı
  • Hong, microneedle patch veya enjeksiyonun boyayı daha derine ulaştırmanın bir yolu olabileceğini düşünüyor
  • Bu prosedür henüz insanlarda test edilmedi; özellikle boya derinin altına enjekte edilecekse kullanım güvenliğinin kanıtlanması gerekiyor

Olası tıbbi kullanım alanları

  • İnsanlara uygulanabilirse çeşitli tıbbi durumlarda kullanılabilir
    • Yaralanma yerini belirleme
    • Kan alma için damar bulma
    • Sindirim sistemi hastalıklarını izleme
    • Tümör tespiti
  • Hong, invaziv biyopsi yerine derin tümörleri dokuyu doğrudan inceleyerek teşhis etme olasılığını gündeme getiriyor
  • Damarların daha kolay bulunması, kan alma sürecindeki ağrının azaltılmasına yardımcı olabilir

Araştırma aracı olarak genişleme potansiyeli

  • Birçok bilim insanı, zebrafish gibi doğal olarak saydam hayvanları kullanarak organların ve kanser gibi hastalık özelliklerinin canlı organizmalarda nasıl geliştiğini inceliyor
  • Saydamlaştırıcı boyalar kullanılırsa, aynı şekilde incelenebilecek hayvan yelpazesi genişleyebilir
  • Imperial College London'dan Christopher Rowlands ve Jon Gorecki, eşlik eden yazıda bu prosedürün çok geniş ilgi göreceğini değerlendirdi
  • Modern görüntüleme teknikleriyle birleştirildiğinde, tüm fare beynini görüntülemek veya santimetre kalınlığındaki dokuların altındaki tümörleri bulmak için kullanılabilir

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2024-09-07
Hacker News yorumları

  • Çocukken Paul Jennings’ın yazmış olabileceği türden kısa bir öykü okumuştum; tuhaf bir böceğin ısırdığı bir çocuğun derisi saydamlaşıyor ve bir mağarada yaşamak zorunda kalıyordu.
    Yıllar sonra tekrar ısırılınca derisi eski haline dönüyor ve toplumun arasına geri dönüyordu; ama bu arada herkes saydamlaştığı için yeniden yalnız kalıyordu.

  • “İnsanlarda test edilmedi” deniyor ama bunun insanlarda işe yaramayacağının uzmanlar için çok bariz bir nedeni yoksa, laboratuvardaki birinin gizlice kendi üzerinde denememiş olduğuna ikna olmak zor.

    • Bu Guardian makalesini HN’ye düşmeden önce paylaşmayı düşünmüştüm ama fare deneyi olduğunu görünce vazgeçtim.
      Çünkü benzer bir makale ya da yazı paylaştığımda hemen “sadece farelerde işe yaramış” yorumu geliyordu; bu kez o aşama sanki çoktan geçilmiş gibi.
    • Haberde abartılan bir kısım var. Deriyi tüm ışıkta değil, yalnızca belirli kırmızı dalga boylarında saydam hale getiriyor.
      Ayrıca haberdeki gibi kolayca çıkarılamayacak kadar yüksek bir konsantrasyon gerekecek gibi görünüyor; yüksek dozlarda toksik olup olmayacağından da endişeliyim.

  • Boyama olan asıl kullanımında zaten kullanılan bu kadar yaygın bir boyanın böyle bir özelliğinin hâlâ açıklanmamış olması şaşırtıcı.
    Kimya ve biyoloji uzmanlarının hemen fark edeceği bariz bir sınırlama mı var, yoksa gerçekten de tesadüfler bu yöntemin şimdiye kadar denenmesini engellemiş olabilir mi?

    • Aslında epey yüksek bir konsantrasyon gerektiği için normalde pek ortaya çıkmamış olabilir.
      Aşağıda sözü edilen fare derisinin daha ince olması da mantıklı, ama kulak ya da bilek gibi derinin oldukça ince olduğu bölgeler de var.
      Makale yazarları etik kurul onayı almadan önce cesur bir YouTuber’ın bunu önce deneyeceği hissine kapılıyorum; bir iki ay sonra aramak gerekecek.
    • Bu kadar yaygın bir maddeyse, birinin üstüne döküp bu etkiyi fark etmiş olması gerekirdi gibi geliyor; tuhaf.

  • Makale: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

    • Su ile lipitler arasındaki kırılma indisi farkını azaltarak canlı biyolojik dokunun optik olarak saydam hale gelmesini sağladığını anlatıyor.
      En şaşırtıcı kısım, bunun klasik optik modeliyle öngörülmüş olması [1].
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model

  • Her Fanta içtiğimde bağırsaklarımın saydamlaştığını ve bunu görebilenlerin yalnızca orada yaşayan mikroorganizmalar olduğunu hayal etmek eğlenceli.
    Mikroorganizmalar da kendi yöntemleriyle “şaşırıyor” olmalı.

    • Her madde belirli bir dalga boyunda saydamdır.

  • Habere göre bu boya tartrazin; yani FD&C Yellow 5 veya E102.

    • Yellow #5 deriye bulaştı diye deriyi saydamlaştırmaz.
      Kaynak: Doritos

  • İnsanlarda hiç test edilmemiş.
    Tropikal Amerika’daki bazı kurbağalar (Centrolenidae) doğal olarak saydamlaşacak şekilde evrimleşmiş; Siluriformes ve Perciformes dahil bazı balıklarda da benzer yetenekler var, yani alt omurgalılarda bu özellik birkaç kez evrimleşmiş sayılır.
    Ancak bunların metabolizması insanlardan farklı ve fare derisi insan derisinden çok daha ince. Bu etki yalnızca çok küçük hayvanlarda çalışacak ve belli bir kalınlığın üzerinde optik sınırlara takılacak gibi görünüyor. Parmaklarda mümkün olabilir ama kalpte zor görünüyor; şu an beklentim 10 üzerinden 4.

    • Yine de son 1 yılda milyarlarca insan bu maddeyi yedi; sarı hap yapmak için farmasötik formda alanlar da oldu.
      Yüksek dozlarda daha kötü olabilir ama epey güvenli olma ihtimali var ve ek testler yapmaya değer.

  • Kemirgenlerin kafa derisine sürüldüğünde beyindeki kan damarlarının görülebildiği söyleniyor; farelerin ne zamandan beri kafatası yok?

    • Fare kafatası çok incedir; bazen onun ötesini doğrudan görüntülemek mümkündür.
    • Ben de aynı şeyi düşündüm, ama haberin ilerleyen kısmında bunun lazer benek görüntüleme ile boya birlikte kullanılarak elde edildiği yazıyor.
    • Haberde beyin deneyinde lazer benek görüntüleme kullanıldığı belirtiliyor.

  • Doritos’ta varsa Call of Duty oyuncuları neden hep görünmez değil?

    • Deri saydamdır ama Cheeto tozu saydam değildir.
    • Belki de mide zaten başından beri saydamdı, kimse fark etmedi.