Thuốc nhuộm làm cho mô chuột trở nên trong suốt có thể được ứng dụng trong nghiên cứu y khoa. Nguồn: Getty
“Khi một vật liệu hấp thụ nhiều ánh sáng ở một màu, nó sẽ uốn cong ánh sáng nhiều hơn ở các màu khác”, Guosong Hong, nhà khoa học vật liệu tại Đại học Stanford ở California, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật lý lý thuyết để dự đoán cách một số phân tử nhất định sẽ thay đổi cách các mô chuột tương tác với ánh sáng. Một số ứng viên đã xuất hiện, nhưng nhóm tập trung vào tartrazine, hay FD&C Yellow 5, một loại thuốc nhuộm phổ biến được sử dụng trong nhiều thực phẩm chế biến. “Khi tartrazine hòa tan trong nước, nó làm cho nước uốn cong ánh sáng giống như chất béo”, Hong nói. Một mô chứa chất lỏng và lipid trở nên trong suốt khi thêm thuốc nhuộm, vì sự khúc xạ ánh sáng của chất lỏng khớp với của lipid.
Phương pháp này, được mô tả trên tạp chí Science ngày 6/9, có thể cung cấp một cách ít xâm lấn hơn để theo dõi động vật sống được sử dụng trong nghiên cứu y học. Việc áp dụng thuốc nhuộm này lên da của chuột sống cho phép các nhà khoa học nhìn xuyên qua các mô để thấy các cấu trúc bên dưới, bao gồm cả mạch máu và cơ quan nội tạng.
“Đây là một bước đột phá lớn”, Philipp Keller, nhà sinh học tại Janelia Research Campus của Howard Hughes Medical Institute ở Ashburn, Virginia, nói.
Kỹ thuật này hoạt động bằng cách thay đổi cách các mô cơ thể thường không trong suốt tương tác với ánh sáng. Các chất lỏng, chất béo và protein tạo nên các mô như da và cơ có chỉ số khúc xạ khác nhau (một phép đo mức độ uốn cong của ánh sáng qua một vật liệu): các thành phần chứa nước có chỉ số khúc xạ thấp, trong khi lipid và protein có chỉ số khúc xạ cao. Các mô xuất hiện không trong suốt vì sự tương phản giữa các chỉ số khúc xạ này khiến ánh sáng bị phân tán. Các nhà nghiên cứu đã giả định rằng việc thêm một loại thuốc nhuộm hấp thụ ánh sáng mạnh vào các mô này có thể thu hẹp khoảng cách giữa các chỉ số khúc xạ của các thành phần đủ để làm chúng trở nên trong suốt.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng làm cho mô trở nên trong suốt của tartrazine trên các lát mỏng của ức gà sống. Sau đó, họ thoa thuốc nhuộm vào các khu vực khác nhau của da chuột sống. Việc áp dụng thuốc nhuộm lên da đầu cho phép nhóm nghiên cứu quan sát các mạch máu nhỏ; bôi lên bụng giúp nhìn rõ ruột chuột đang co bóp tiêu hóa, và tiết lộ các chuyển động khác liên quan đến hô hấp. Nhóm cũng sử dụng dung dịch này trên chân chuột và có thể phân biệt các sợi cơ dưới da.
Kỹ thuật này chỉ có thể làm cho mô trong suốt đến độ sâu khoảng 3 mm, do đó hiện tại chỉ có ứng dụng hạn chế cho các mô dày hơn và động vật lớn hơn.
Nhưng vì tartrazine là một loại thuốc nhuộm thực phẩm, nên nó an toàn để sử dụng trên chuột sống, và phương pháp này có thể đảo ngược – khi thuốc nhuộm được rửa sạch, da sẽ trở lại trạng thái không trong suốt. Điều này mang lại lợi thế lớn so với các phương pháp hiện có để làm cho mô trong suốt, thường không phù hợp cho động vật sống, và liên quan đến việc sử dụng hóa chất để thay đổi chỉ số khúc xạ của một số thành phần mô, hoặc loại bỏ chúng hoàn toàn.
Theo Keller, phương pháp có thể hữu ích trong các mô hình chuột nhằm tìm hiểu về hệ thần kinh và các bệnh thoái hóa thần kinh.
Bảo Anh (Theo Nature)
