باستخدام صبغة الطعام، باحثون في جامعة ستانفورد يحققون شفافية مؤقتة لأجسام الفئران

تمكن باحثون من جامعة ستانفورد من تحقيق تقدم ملحوظ في مجال التصوير البصري للأحياء، وذلك من خلال استخدام صبغة طعام شائعة ومعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية تُدعى “التارترازين”. بفضل هذه الصبغة، استطاع الباحثون جعل جلد وعضلات ونسج جسم فأر حي شفافًا مؤقتًا، مما يسمح برؤية تفاصيل داخلية دقيقة قبل أن يعود الجسم إلى حالته الطبيعية بعد غسل الصبغة بالماء.

التجارب والتقنيات

أجرى الباحثون سلسلة من التجارب على مواد هلامية تحاكي الأنسجة البيولوجية، بالإضافة إلى أنسجة حقيقية خارج الجسم. باستخدام جزيئات الصبغة الماصة للضوء، تمكنوا من تحويل بطن الفأر الحي من حالة معتمة إلى جدار شفاف، مما سمح برؤية الخلايا العصبية المعوية الموسومة بالبروتينات المضيئة ومراقبة حركتها التي تعكس حركة الأمعاء في الفئران الحية.

كما تم تطبيق محلول الصبغة موضعيًا على فروة رأس الفأر لتصوير الأوعية الدموية في الدماغ، وعلى الطرف الخلفي للفأر للحصول على صور مجهرية عالية الدقة لليفات العضلات. ووفقًا لموقع “يوريك أليرت”، فإن هذه الطريقة تقدم فرصة لتصوير هيكل الأنسجة والأعضاء العميقة ووظائفها من دون الحاجة إلى إجراء جراحي لإزالة الأنسجة السطحية.

التصوير البصري والتحديات

التصوير البصري هو تقنية غير جراحية لفحص الأجزاء الداخلية للجسم باستخدام الضوء المرئي وخصائص الفوتونات (جسيمات الضوء) للحصول على صور مفصلة للأعضاء والأنسجة، وكذلك للهياكل الدقيقة مثل الخلايا والجزيئات. يكمن التحدي في تصوير المواد البيولوجية في عدم شفافيتها نتيجة لتشتت الضوء غير المرغوب فيه، وهو ما ينجم عن عدم تطابق معامل الانكسار بين مكونات الأنسجة.

هذا التشتت يحد من عمق اختراق التصوير البصري، مما دفع الباحثين إلى تطوير تقنيات مثل التصوير المجهري الثنائي الفوتون وتوضيح الأنسجة بصريًا. ومع ذلك، تفتقر هذه الأساليب إلى العمق والدقة المطلوبة أو تكون غير مناسبة للحيوانات الحية.

النتائج والتأثيرات

نتائج الدراسة، التي نُشرت في مجلة “ساينس” في 6 سبتمبر، كشفت عن ملاحظة غير متوقعة: جزيئات امتصاص الضوء يمكن أن تحقق الشفافية البصرية في الحيوانات الحية. وقد اكتشف الباحثون أن الجزيئات الماصة للضوء، عند إذابتها في الماء، يمكن أن تعدل معامل الانكسار للوسط المائي ليطابق مكونات الأنسجة ذات معامل الانكسار العالي مثل الدهون.

يمكن أن تقلل هذه التقنية من تعرض المرضى للإشعاع الضار مثل أشعة غاما والأشعة السينية. وبما أن التصوير البصري يعتمد على الضوء غير المؤين، بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء، فإنه يوفر أمانًا أكبر مقارنة بالتقنيات التي تستخدم الإشعاع المؤين، مما يجعله مناسبًا لإجراءات متكررة لمراقبة تقدم المرض أو نتائج العلاج.