Tartrazina: un colorante che rivela l’invisibile!

Recenti ricerche hanno dimostrato che la tartrazina, un comune colorante alimentare, può rendere temporaneamente trasparente la pelle dei topi.

Questo effetto sorprendente consente di osservare organi, muscoli e vasi sanguigni senza l’uso di strumenti invasivi o tecnologie avanzate, aprendo nuove prospettive nella diagnostica e nello studio del corpo umano.

La tecnica, descritta in uno studio pubblicato su Science, potrebbe rappresentare una rivoluzione per la medicina e la ricerca biologica.

Cosa rende speciale la tartrazina?

La tartrazina, nota anche come Yellow No. 5 o E 102 nella classificazione europea degli additivi alimentari, è un colorante ampiamente utilizzato, approvato sia dalla FDA (Food and Drug Administration) che dall’EFSA (European Food Safety Authority).

Viene comunemente impiegata in prodotti alimentari, bevande e farmaci, ma ciò che la rende davvero speciale in questo contesto scientifico è la sua capacità di ridurre la dispersione della luce nei tessuti biologici, come la pelle.

Normalmente, la pelle appare opaca poiché la sua struttura interna, composta da strati di cellule, fibre e altre componenti biologiche, disperde la luce in modo disomogeneo. Questo effetto impedisce alla luce di penetrare in profondità e rende difficile vedere cosa si trova sotto la superficie.

La tartrazina, tuttavia, agisce in modo sorprendente: quando applicata, minimizza questa dispersione, consentendo alla luce di attraversare i tessuti. Questo effetto non solo crea un risultato visivo affascinante, ma apre anche nuove opportunità per l’osservazione dei tessuti e per potenziali applicazioni mediche.

La scienza dietro la trasparenza

Uno dei problemi principali nella visualizzazione dei tessuti biologici è l’opacità causata dalla dispersione della luce. La dispersione avviene a causa delle differenze nell’indice di rifrazione tra i vari componenti dei tessuti biologici.

Utilizzando un modello basato sull’oscillatore di Lorentz per studiare le proprietà dielettriche dei tessuti, il gruppo di ricerca ha ipotizzato che molecole assorbenti, come la tartrazina, potessero ridurre il contrasto di rifrazione tra acqua e lipidi, portando così alla trasparenza ottica dei tessuti vivi.

A differenza di tecniche di imaging ottico avanzate come la microscopia a due fotoni o l’imaging a fluorescenza nel vicino infrarosso, la tartrazina agisce direttamente sui tessuti vivi senza la necessità di rimuoverli o alterarne la composizione.

Applicata su varie parti del corpo dei topi, questa soluzione ha permesso di visualizzare in dettaglio strutture profonde come i neuroni enterici, che governano la motilità intestinale, e i vasi sanguigni cerebrali.

Applicazioni mediche potenziali della tartrazina

L’uso della tartrazina per rendere trasparente la pelle potrebbe avere un impatto significativo nel campo medico. Alcune delle applicazioni più promettenti includono:

• Diagnosi precoce del cancro della pelle: rivelando dettagli sotto la superficie cutanea, la tartrazina potrebbe migliorare la rilevazione di tumori in fase iniziale;
• Facilitare la rimozione dei tatuaggi con laser: rendere la pelle trasparente potrebbe rendere più facile mirare ai pigmenti dell’inchiostro;
• Visualizzare vene difficili da trovare: in particolare negli anziani, la trasparenza temporanea della pelle potrebbe aiutare a localizzare le vene per prelievi di sangue o somministrazione di fluidi.

L’effetto della tartrazina dura tra i 10 e i 20 minuti, il che la rende ideale per applicazioni rapide e non invasive in campo medico e di ricerca.

Innovazioni tecnologiche: un metodo rivoluzionario

Ciò che rende unica questa scoperta è l’approccio controintuitivo di utilizzare molecole altamente assorbenti, come la tartrazina, per ottenere la trasparenza ottica. Normalmente, si penserebbe che l’assorbimento della luce renderebbe i tessuti meno trasparenti.

Tuttavia, assorbendo la luce nelle lunghezze d’onda del blu e ultravioletto, la tartrazina aumenta l’indice di rifrazione nelle lunghezze d’onda più lunghe (come il rosso), consentendo alla luce di penetrare più in profondità senza aumentare l’assorbimento nel resto dello spettro visibile.

Gli esperimenti condotti in vitro su idrogel che simulano i tessuti umani e su campioni di carne hanno confermato che questo approccio migliora la risoluzione ottica, raggiungendo una precisione spaziale fino al micrometro attraverso diversi millimetri di tessuto.

Limiti e prospettive future

Nonostante i risultati promettenti ottenuti con la tartrazina per rendere la pelle trasparente, ci sono ancora alcune limitazioni da superare.

Sebbene la tartrazina riduca in modo significativo la dispersione della luce, non riesce a eliminarla del tutto, a causa dell’eterogeneità dei tessuti biologici.

Inoltre, la penetrazione del colorante nei tessuti umani, che sono più spessi rispetto a quelli dei modelli animali come i topi, potrebbe richiedere tempi di assorbimento più lunghi per ottenere gli effetti desiderati.

Il prossimo obiettivo sarà testare molecole simili alla tartrazina, ma con maggiore efficienza e sicurezza, per un’applicazione clinica umana. Sebbene la tartrazina sia approvata per l’uso alimentare, può causare reazioni allergiche in alcune persone.

Per questo motivo, è necessaria una ricerca più approfondita per garantire la sua sicurezza nell’uso clinico, soprattutto in contesti che richiedono la trasparenza della pelle.

Conclusione

La scoperta che la tartrazina può rendere temporaneamente trasparente la pelle dei topi rappresenta un’importante innovazione nel campo dell’imaging ottico. Questa tecnica apre nuove prospettive nel monitoraggio e nella diagnosi di malattie, offrendo una potenziale alternativa ai metodi attuali che spesso richiedono procedure invasive o costosi strumenti diagnostici.

Ciò che rende questa tecnica particolarmente promettente è la sua semplicità: l’uso di una sostanza già ampiamente conosciuta, approvata per il consumo alimentare in piccole quantità, potrebbe essere adattato a fini medici.

Se ulteriori ricerche confermeranno la sicurezza della tartrazina e di molecole simili anche per l’uso umano, questa scoperta potrebbe rivoluzionare diversi settori della medicina, dalla diagnostica precoce di malattie della pelle fino a interventi più precisi e meno invasivi.

Il potenziale per migliorare la qualità dei trattamenti è enorme, sia nella clinica che nella ricerca.

Fonti

Zihao Ou et al., Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules, Science 385, eadm 6869 (2024). DOI: 10.1126/science.adm6869