Ditemukan Cara Membuat Kulit dan Otot Sementara Transparan dengan Pewarna Makanan Biasa

 (theguardian.com)
2 poin oleh GN⁺ 2024-09-07 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Peneliti Stanford University menunjukkan bahwa pewarna makanan umum dapat membuat kulit, otot, dan jaringan ikat pada hewan hidup menjadi sementara transparan, sehingga organ dan pembuluh darah dapat terlihat
  • Pewarna makanan kuning tartrazine mengubah indeks bias jaringan untuk mengurangi hamburan cahaya, khususnya memungkinkan panjang gelombang cahaya merah menembus lebih dalam
  • Dada ayam menjadi transparan terhadap cahaya merah hanya dalam beberapa menit setelah direndam dalam larutan tartrazine, dan pada tikus terlihat organ di bawah kulit perut serta pembuluh darah otak di kepala
  • Proses transparansi ini reversibel dan dapat diulang, tetapi saat ini kedalaman penetrasi pewarna membatasi kedalaman yang dapat diamati
  • Belum diuji pada manusia sehingga keamanannya perlu dibuktikan, sementara potensi pemanfaatan medis seperti menemukan vena, memantau penyakit pencernaan, dan mendeteksi tumor masih terbuka

Melihat ke dalam jaringan hidup dengan pewarna makanan

  • Peneliti Stanford University memastikan bahwa pewarna makanan umum dapat membuat kulit, otot, dan jaringan ikat sementara transparan
  • Saat pewarna dioleskan ke perut tikus, hati, usus, dan kandung kemih terlihat melalui kulit perut
  • Dalam eksperimen dengan pewarna yang dioleskan ke kepala tikus yang telah dicukur, pembuluh darah otak dapat diamati
  • Kulit yang diproses kembali ke warna semula setelah pewarna dibilas

Cara kerja: mencocokkan indeks bias untuk mengurangi hamburan cahaya

  • Ketika cahaya masuk ke jaringan biologis, banyak cahaya tersebar karena perbedaan indeks bias pada struktur internal seperti membran lemak dan inti sel
  • Cahaya membelok saat melewati media dengan indeks bias berbeda, dan hamburan ini membuat jaringan tampak buram
  • Pewarna tertentu dapat membuat panjang gelombang cahaya tertentu lebih mudah melewati kulit dan jaringan lain
  • Ketika pewarna yang sangat menyerap mengubah indeks bias jaringan, perbedaan indeks bias antarjaringan berkurang dan hamburan ditekan
  • Pendekatan ini mirip dengan premis dalam novel HG Wells tahun 1897, The Invisible Man, yang mencocokkan indeks bias suatu benda dengan udara di sekitarnya

Hasil eksperimen tartrazine

  • Eksperimen para peneliti dimuat di Science
  • Dada ayam segar menjadi transparan terhadap cahaya merah hanya dalam beberapa menit setelah direndam dalam larutan pewarna makanan kuning tartrazine
    • tartrazine adalah pewarna makanan kuning yang digunakan dalam produk seperti Doritos dan minuman SunnyD di AS
    • Pewarna mengurangi hamburan cahaya di dalam jaringan sehingga cahaya menembus lebih dalam
  • Saat tartrazine dioleskan ke perut bawah tikus, kulit perut menjadi transparan dan usus serta organ terlihat
  • Setelah pewarna dioleskan ke kepala tikus yang telah dicukur, pembuluh darah otak diamati dengan laser speckle contrast imaging
  • Dr Guosong Hong mengatakan bahwa umumnya pewarna diperkirakan membuat objek menjadi kurang transparan, tetapi ketika tartrazine dilarutkan pada otot atau kulit yang buram, semakin banyak tartrazine membuat area cahaya merah tampak semakin jelas

Keterbatasan dan keamanan

  • Para peneliti menilai proses ini sebagai reversibel dan dapat diulang
  • Kulit kembali ke warna alaminya setelah pewarna dibilas
  • Saat ini kedalaman transparansi dibatasi oleh kedalaman penetrasi pewarna
  • Hong menilai patch microneedle atau suntikan dapat menjadi cara untuk menghantarkan pewarna lebih dalam
  • Prosedur ini belum diuji pada manusia, dan keamanannya harus dibuktikan, terutama jika pewarna disuntikkan ke bawah kulit

Potensi pemanfaatan medis

  • Jika diterapkan pada manusia, metode ini dapat digunakan dalam berbagai situasi medis
    • Memastikan lokasi cedera
    • Menemukan vena untuk pengambilan darah
    • Memantau penyakit pencernaan
    • Mendeteksi tumor
  • Hong mengemukakan kemungkinan mendiagnosis tumor dalam dengan cara melihat langsung ke jaringan, alih-alih biopsi invasif
  • Menemukan vena dengan lebih mudah dapat membantu mengurangi rasa sakit dalam proses pengambilan darah

Potensi perluasan sebagai alat riset

  • Banyak ilmuwan menggunakan hewan yang secara alami transparan seperti zebrafish untuk meneliti bagaimana organ dan ciri penyakit seperti kanker berkembang pada organisme hidup
  • Penggunaan pewarna transparansi dapat memperluas jenis hewan yang dapat diteliti dengan cara serupa
  • Christopher Rowlands dan Jon Gorecki dari Imperial College London menilai dalam artikel pendamping bahwa prosedur ini akan menarik perhatian yang sangat luas
  • Jika digabungkan dengan teknologi pencitraan modern, metode ini dapat digunakan untuk memotret seluruh otak tikus atau menemukan tumor di bawah jaringan setebal sentimeter

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-09-07
Komentar Hacker News

  • Waktu kecil saya pernah membaca cerita pendek yang sepertinya ditulis oleh Paul Jennings, tentang seorang anak laki-laki yang digigit serangga aneh lalu kulitnya menjadi transparan sehingga harus hidup di gua
    Beberapa tahun kemudian dia digigit lagi dan kulitnya kembali normal, lalu dia kembali ke masyarakat, tetapi selama itu semua orang sudah menjadi transparan sehingga dia kembali menjadi orang luar

  • Katanya, “belum diuji pada manusia”, tetapi kecuali ada alasan yang sangat jelas bagi para ahli bahwa ini sama sekali tidak akan bekerja pada manusia, sulit meyakinkan orang bahwa tidak ada seorang pun di lab yang diam-diam sudah mencobanya pada dirinya sendiri

    • Saya sempat ingin memposting artikel Guardian ini ke HN sebelum muncul di sana, tetapi batal setelah melihat bahwa ini adalah eksperimen pada tikus
      Soalnya setiap kali makalah atau artikel serupa diposting, langsung muncul komentar “ini cuma berhasil pada tikus”, tetapi untuk yang ini rasanya tahap itu sudah terlewati
    • Ada bagian artikel yang agak dibesar-besarkan. Kulitnya bukan dibuat transparan untuk semua cahaya, melainkan hanya pada panjang gelombang merah tertentu
      Selain itu, tampaknya dibutuhkan konsentrasi yang cukup tinggi sehingga mungkin tidak semudah yang digambarkan artikel untuk menghilangkannya, dan saya khawatir apakah pada dosis tinggi akan ada toksisitas

  • Menarik bahwa pewarna yang begitu umum ini dipakai untuk fungsi aslinya sebagai pewarna, tetapi sifat seperti ini rupanya belum pernah dijelaskan
    Apakah ada keterbatasan yang jelas yang langsung diketahui para ahli kimia atau biologi, atau memang kebetulan saja yang selama ini menghalangi orang mencoba pendekatan ini

    • Mungkin memang dibutuhkan konsentrasi yang cukup tinggi sehingga biasanya tidak terjadi
      Poin bahwa kulit tikus lebih tipis seperti disebut di bawah juga masuk akal, tetapi ada juga bagian tubuh seperti telinga atau pergelangan tangan yang kulitnya cukup tipis
      Rasanya sebelum para penulis makalah mendapat persetujuan etik, akan ada YouTuber pemberani yang mencoba duluan, jadi mungkin perlu dicari lagi satu-dua bulan lagi
    • Kalau ini memang zat yang begitu umum, rasanya aneh tidak ada orang yang pernah menumpahkannya ke tubuh lalu menyadari efek ini

  • Makalah: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

    • Isinya tentang membuat jaringan biologis hidup menjadi transparan secara optik dengan mengurangi perbedaan indeks bias antara air dan lipid
      Bagian yang paling mengejutkan adalah bahwa ini diprediksi oleh model optik klasik [1]
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model

  • Seru juga membayangkan bahwa setiap kali saya minum Fanta, usus saya menjadi transparan, dan yang bisa melihatnya hanyalah mikroba yang hidup di dalamnya
    Mungkin mikroba itu juga akan “kaget sekali” dengan caranya sendiri

    • Benda apa pun transparan pada panjang gelombang tertentu

  • Menurut artikel, pewarna itu adalah tartrazine, yaitu FD&C Yellow 5 atau E102

    • Yellow #5 yang kena kulit tidak otomatis membuatnya transparan
      Sumber: Doritos

  • Belum pernah diuji pada manusia
    Beberapa katak di Amerika tropis (Centrolenidae) telah berevolusi menjadi transparan secara alami, dan beberapa ikan termasuk Siluriformes dan Perciformes juga punya kemampuan serupa, jadi pada vertebrata tingkat rendah ini kemampuan tersebut tampaknya telah berevolusi beberapa kali
    Namun mereka memiliki metabolisme yang berbeda dari manusia, dan kulit tikus jauh lebih tipis daripada kulit manusia. Efek ini tampaknya hanya akan bekerja pada hewan yang sangat kecil dan akan mentok pada batas optik setelah melewati ketebalan tertentu. Mungkin bisa untuk jari, tetapi sulit dibayangkan untuk jantung; ekspektasi saya saat ini 4 dari 10

    • Meski begitu, selama setahun terakhir miliaran orang telah mengonsumsi zat ini, dan ada juga yang menelannya dalam bentuk farmasi untuk membuat pil berwarna kuning
      Pada dosis tinggi mungkin lebih buruk, tetapi kemungkinan cukup aman dan layak diuji lebih lanjut

  • Katanya kalau dioleskan ke kulit kepala hewan pengerat, pembuluh darah di otak bisa terlihat; sejak kapan tikus tidak punya tengkorak

    • Tengkorak tikus sangat tipis, jadi kadang-kadang pencitraan langsung melewatinya memang memungkinkan
    • Saya juga sempat berpikir begitu, tetapi di bagian akhir artikel disebutkan bahwa itu adalah hasil penggunaan laser speckle imaging bersama pewarna
    • Artikel tersebut memang mengatakan bahwa eksperimen otak menggunakan laser speckle imaging

  • Kalau ini ada di Doritos, kenapa para pemain Call of Duty tidak selalu transparan

    • Kulitnya transparan, tetapi bubuk Cheeto-nya tidak
    • Mungkin saja lambung kita memang sudah transparan selama ini, hanya saja tidak ada yang menyadarinya