• Новости
  • Наука
  • Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя
Нейросеть

Ученые разработали метод сделать ткани прозрачными с помощью пищевого красителя

Прозрачность живых организмов: открытие учёных Стэнфордского университета Когда мы смотрим на объекты, свет, отражающийся от них, позволяет нам различать формы и цвета.

Но как быть с живыми тканями, состоящими из воды, белков и жиров, которые преломляют свет под разными углами? Исследователи долгое время разрабатывали более сложные методы визуализации, такие как двухфотонная микроскопия и флуоресценция в ближнем инфракрасном диапазоне.

Однако многие из этих методов требуют использования вредных химических веществ или действуют только на мёртвые ткани. Целью стало нахождение безопасного и обратимого способа достижения прозрачности живых организмов.

Учёные обратились к интересному решению — пищевому красителю тартразину, который содержится в чипсах и безалкогольных напитках. При растворении в воде и нанесении на кожу он изменяет взаимодействие света с биологическими тканями.

Ключ к этому открытию заключается в физике поглощения и преломления света, в частности, в соотношениях Крамерса-Кронига, которые описывают, как материалы взаимодействуют со светом на разных длинах волн. Тартразин уже использовался в микроскопии для окрашивания отдельных частей тела, но никогда не применялся ко всем тканям живых организмов.

Добавляя тартразин в воду и нанося его на ткани живых мышей под наркозом, исследователи смогли изменить показатель преломления воды в тканях, что сделало их более прозрачными. Они смогли увидеть кровеносные сосуды и мышечные волокна мышей.

Например, они наблюдали за движениями кишечника в реальном времени через прозрачную брюшную полость. «Это открытие может стать революционным.

Представьте себе возможность контролировать работу органов без инвазивных процедур или точно определять местоположение вен для взятия крови. Оно также может открыть новые горизонты в понимании того, как болезни воздействуют на организм на микроскопическом уровне», — подчёркивают исследователи.

Сделать человека полностью невидимым остаётся маловероятным по нескольким причинам. Хотя тартразин позволяет свету проходить через ткани, он эффективен лишь для определённых длин волн, преимущественно в красной и инфракрасной областях спектра.

Это означает, что при обычном освещении мыши не становятся невидимыми для невооруженного глаза. Их прозрачность обнаруживается с помощью специального оборудования для визуализации.

«Эта прозрачность затрагивает только те ткани, на которые был нанесён краситель, и даже тогда она ограничена глубиной проникновения красителя. Человеческий организм гораздо сложнее, а кожа толще, чем у мышей», — объясняют специалисты.

Добавляется, даже если бы учёные могли усовершенствовать технологию, достижение прозрачности всего тела создало бы серьёзные проблемы, например, обеспечение того, чтобы краситель равномерно достигал всех частей тела, не вызывая повреждений. Дело в том, что тартразин безопасен при приёме в ежедневных дозах, но может вызывать побочные эффекты, аллергические реакции, а в высоких дозах оказывает токсическое воздействие на клетки, вызывая генетические мутации.

Московский комсомолец

Минское Динамо подписывает Бишоффа
Минское «Динамо» подписало однолетнее соглашение с американским защитником Джейком Бишоффом.

Контракт рассчитан до завершения сезона 2026/2027. Хоккеист, которому 32 года, был выбран «Нью-Йорк Айлендерс» на драфте НХЛ 2012 года под общим 185-м номером в седьмом раунде.

В Национальной хоккейной лиге Джейк Бишофф провёл четыре матча в составе «Вегас Голден Найтс», а большую часть карьеры выступал в АХЛ. В прошлом сезоне он играл за «Шанхайских драконов», где в 52 матчах набрал 9 очков (2 шайбы и 7 передач) по системе «гол плюс пас».

Подписание праворукого защитника — часть работы минского клуба по укреплению состава под руководством нового главного тренера Сергея Брылина. Опытный легионер должен усилить оборону команды и повысить вариативность спецбригад перед стартом регулярного чемпионата КХЛ, который начнётся 5 сентября.

Московский комсомолец

Создают новые подходы к лечению пародонта
Пародонт — это система тканей, которые окружают зуб и удерживают его в альвеоле (зубной лунке).

В эту систему входят десна, связочный аппарат зуба и костная ткань. Воспаление пародонта, пародонтит, может быть вызвано зубными отложениями, неправильным прикусом, травмами и хроническими заболеваниями, такими как сахарный диабет, патологии щитовидной железы, заболевания желудочно-кишечного тракта, болезни почек и печени.

Если не лечить пародонтит, это может привести к гибели тканей вокруг зуба. Для разных типов тканей пародонта раньше применяли разные материалы.

Например, для заживления дёсен использовали биогели и препараты с факторами роста и биологическими агентами. В повреждённые ткани добавляли плазму из крови пациента для регенерации дёсен.

Для восстановления костных структур подсаживали биосовместимые костнозамещающие материалы в виде крошки или гранул. В Сеченовке создали комбинацию клеток десны и зубной пульпы (внутренней мягкотканной части зуба).

Оказалось, что такая комбинация лучше всего «уживается» с живой тканью и позволяет создавать более устойчивые тканевые конструкции, чем использование каждого типа клеток по отдельности. В будущем можно будет подходить к лечению пародонта индивидуально, ведь врач получит тканевые конструкции, выращенные исключительно из родных тканей больного с помощью 3D-биопечати.

Сначала блоки из биоматериала сформируют in vitro (то есть в пробирке, вне тела пациента), а затем они могут быть пересажены в ротовую полость пациента. Заведующая лабораторией клинических смарт-нанотехнологий университета Настасья Кошелева комментирует: «Для наших конструктов, которые в будущем будут пересаживаться пациентам, выбраны наиболее регенеративно активные клетки — десны, как основы восстановления мягких тканей, и зубной пульпы, как производной для выращивания разных тканей, вплоть до костной».

«Они будут самостоятельно самоорганизовываться в костную и мягкую часть пародонта?» — «Если нужны мягкие ткани, то будем брать больше десневых клеток, если нужны более плотные, то больше пульпных.

У нас разработан свой подход к получению органоидов, согласно которому они, действительно, между собой доорганизуются или самоорганизуются». «На каком этапе сейчас находится данная разработка?

» — «Мы оптимизируем сам конструкт, для которого используются человеческие клетки, клетки доноров. На следующем этапе мы должны будем показать, как они работают на мелких и крупных лабораторных животных, и после будем думать уже и о клиническом применении».

«Как это может выглядеть на практике?» — «У больного возьмут его собственные клетки, получат на их основе органоиды, напечатают из них ткани нужных размеров и пришьют вместо отсутствующих дёсен или костных фрагментов».

Московский комсомолец

Социальная изоляция влияет на мозг и тягу к алкоголю
Учёные в журнале Nature Neuroscience опубликовали исследование, в котором говорится, что социальная изоляция может менять работу мозга и повышать склонность к употреблению алкоголя.

Эксперименты на мышах показали: одиночество увеличивает потребление алкоголя у самцов, а у самок, наоборот, снижает его. Исследователи обнаружили нервную цепь, которая соединяет базолатеральную миндалину и медиальную префронтальную кору мозга.

Повышенная активность этой цепи связана с изменением поведения животных. Чтобы проверить, действительно ли эта цепь вызывает тягу к алкоголю, учёные использовали оптогенетику и искусственно активировали её у самцов, которые не находились в изоляции.

После этого мыши начали употреблять алкоголь так же, как животные, пережившие одиночество. Подавление активности этой цепи, напротив, уменьшало потребление спиртного.

Авторы исследования считают, что открытие помогает объяснить, почему чувство одиночества может повышать риск злоупотребления алкоголем. Также оно указывает на потенциальную биологическую мишень для разработки новых методов профилактики и лечения алкогольной зависимости.

Ранее стало известно, что кетогенная диета замедляет расщепление алкоголя в печени и снижает тягу к нему.

Лента ру

Изучают влияние космоса на животных
Андрей Штемберг, доктор биологических наук и ведущий научный сотрудник Института медико-биологических проблем, рассказал «МК», что целью эксперимента было изучение влияния негативных факторов открытого космоса на млекопитающих, в частности на состояние их нервной системы и когнитивные функции.

Это важно для понимания того, как космонавты могут быть подвержены воздействию при межпланетных перелётах, когда они выходят за пределы магнитосферы Земли. Магнитосфера — это область околоземного космического пространства, где Земля защищена от солнечного ветра и космического излучения.

Для эксперимента исследователи комбинировали воздействие невесомости с гамма-излучением, протонами и ионами углерода. Ранее подобные исследования проводились последовательно: сначала испытуемых подвергали перегрузкам, а затем облучали.

Однако одновременное воздействие невесомости и облучения ранее не изучалось. Учёные давали испытуемым задания и следили за состоянием их центральной нервной системы.

Крысы проходили водный лабиринт Морриса, где им нужно было обнаружить скрытую в бассейне под водой платформу. Животные с «тормозным» типом быстрее находили путь и лучше его запоминали, а животные с возбудимым типом быстрее учились, но и забывали усвоенное тоже быстрее.

Обезьяны проходили компьютерные тесты с 17 уровнями сложности. На первом этапе они должны были совместить курсор с синим квадратом на мониторе.

На следующих этапах квадрат начинал двигаться, и его нужно было поймать. Самым сложным было поймать квадрат в «слепой» зоне, когда он выходил за пределы круга и становился невидимым.

Тесты показали, что наилучшие результаты были у сангвиников — особей с сильным уравновешенным типом высшей нервной деятельности. У сильных, но неуравновешенных холериков результаты были хуже.

Флегматики показали неплохие результаты, а худшие результаты были у меланхоликов. Эти данные могут быть полезны для отбора путешественников к другим планетам.

Московский комсомолец

Другие новости