Les souris transparentes par un colorant absorbant la lumière montrent des organes en action

Les souris transparentes par un colorant absorbant la lumière montrent des organes en action
«C'est une grande percée», explique Philipp Keller, biologiste du campus de recherche Janelia Research du Howard Hughes Medical Institute à Ashburn, en Virginie.
La technologie fonctionne en changeant à quel point les parties du corps normalement opaques interagissent avec la lumière. Les liquides, les graisses et les protéines à partir desquels des tissus tels que la peau et les muscles sont constitués de différents indices de réfraction (une mesure de la quantité de matériau plie la lumière): les composants aqueux ont de faibles indices de réfraction, tandis que les lipides et les protéines ont un haut. Les tissus semblent opaques car le contraste entre ces indices de réfraction signifie que la lumière est dispersée. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que l'ajout d'un colorant, la lumière est fortement absorbée, réduirait la différence entre les indices de réfraction des composants à de tels tissus pour les rendre transparents.
«Si un matériau absorbe beaucoup de lumière en une seule couleur, il pliera la lumière dans d'autres couleurs», explique l'auteur de l'étude Guosong Hong, scientifique des matériaux à l'Université de Stanford en Californie. L'équipe a utilisé la physique théorique pour prédire comment certaines molécules changeraient l'interaction des tissus de souris avec la lumière. Plusieurs candidats sont apparus, mais l'équipe s'est concentrée sur la tartrazine ou le FD&C Yellow 5, un colorant fréquemment utilisé dans de nombreux aliments transformés. "Lorsque la tartrazine est résolue dans l'eau, l'eau la rend plus flexible, similaire aux graisses", explique Hong. Un tissu qui contient des liquides et des lipides devient transparent lorsque le colorant est ajouté, car la fraction lumineuse des liquides du lipide correspond.
Skin transparent
Les chercheurs ont montré la capacité de la tartrazine à rendre les tissus transparents sur de fines tranches de poitrine de poulet crue. Puis a massé le colorant dans différentes zones de la peau d'une souris vivante. En appliquant le colorant sur le cuir chevelu, l'équipe a pu examiner de minuscules modèles en zigzag des vaisseaux sanguins; L'application à l'estomac offrait une vue claire du mouvement intestinal de la souris en digestion et a révélé d'autres mouvements en relation avec la respiration. L'équipe a également utilisé la solution sur la jambe de la souris et a pu reconnaître le tissu musculaire sous la peau.
La technologie ne peut rendre les tissus transparents jusqu'à une profondeur d'environ 3 millimètres, il n'est donc actuellement pratiquement que pour des tissus plus épais et des animaux plus grands d'utilisation limitée.
Mais comme la tartrazine est un colorant alimentaire, il est sûr pour les souris vivantes et que la méthode est réversible - si le colorant est rincé, la peau revient simplement. Cela offre un grand avantage sur les méthodes existantes pour la production de tissus transparents, qui ne conviennent généralement pas aux animaux vivants et nécessitent souvent l'utilisation de produits chimiques pour modifier l'indice de réfraction de certains composants tissulaires ou pour les éliminer complètement.
Le fait que la méthode crée de la transparence est réversible et peut être utilisée chez les animaux vivants, "en fait une chose évidente que beaucoup de gens veulent utiliser", explique Keller. Il pense que cela pourrait être utile entre autres dans les modèles de souris qui veulent comprendre le système nerveux et les maladies neurodégénératives.
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ou, z. et al. Science 385 , EADM6869 (2024).