Miejscowa tartrazina dla poprawy wizualizacji struktury skóry w dermatologii

Obrazowanie optyczne tkanek biologicznych jest ograniczone przez niechciane rozpraszanie i wchłanianie światła, co ogranicza zarówno głębokość obrazowania, jak i rozdzielczość przestrzenną. To rozpraszanie występuje z powodu niedopasowania załamania światła (RI) między różnymi składnikami tkanki, takimi jak niski RI cytosolu bogatego w wodę i wysokie RI struktur na bazie lipidów. Obecne metody zmniejszania rozpraszania światła, takie jak stosowanie optycznych środków rozliczeniowych (OCA), często obejmują toksyczne chemikalia lub usuwanie składników tkanek, co czyni je nieodpowiednimi do obrazowania na żywo.

Niedawno opublikowane badanie w Science wykazało, że tartrazina, powszechnie stosowana barwnik żywnościowy, jest silnym OCA, który osiąga tymczasową przejrzystość optyczną w żywych tkankach. W modelach gryzoni tartrazyna była miejscowo podawana w roztworze 0,6 M i wykazywała odwracalne działanie przezroczystości i sprawiła, że ​​ich skóra, mięśnie i tkanki łączne przezroczyste zapewniając jednocześnie obrazowanie o wysokiej rozdzielczości do mikrometru bez powodowania uszkodzenia tkanki. Techniki obrazowania, takie jak obrazowanie kontrastu laserowego, ujawniły wyraźną wizualizację mózgowych naczyń krwionośnych i narządów wewnętrznych, bez konieczności chirurgicznego usuwania tkanki. Miejscowe zastosowanie u gryzoni spowodowało minimalne zapalenie, co potwierdzono w analizie histologicznej. Ponadto barwnik szybko oczyszczono za pomocą moczu i kału bez oznak toksyczności ogólnoustrojowej, a po zastosowaniu barwnik można wypłukać w celu dalszego zmniejszenia ekspozycji.

W porównaniu z dodatkowymi OCA, tartrazina rozpowszechniana przez tkanki szybciej i wymagała niższych stężeń, aby osiągnąć pożądaną przezroczystość, co powoduje szybszą wizualizację. W przeciwieństwie do konwencjonalnych środków, tartrazyna nie powodowała skutków ubocznych, takich jak skurcz tkanki lub odwodnienie, co czyni ją obiecującą alternatywą dla obrazowania nieinwazyjnego. Badania te wykazały, że tartrazyna, silnie pochłaniająca cząsteczka, może zmniejszyć niedopasowanie RI między wodą i lipidami, skutecznie minimalizując rozpraszanie światła i poprawiając przezroczystość optyczną.

Tartrazine, znany również jako FD&C Yellow nr 5, jest powszechnie używanym środkiem kolorystycznym występującym w produktach spożywczych, kosmetykach i lekach z zatwierdzonymi profilem bezpieczeństwa w wielu organach regulacyjnych, w tym amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA), wspólnej żywności i rolnictwa i rolnictwa Organizacja (FAO) i Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) Komitet ds. Dodatków żywnościowych (JECFA) oraz Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA). Chociaż tartrazyna była szeroko stosowana w żywności i kosmetykach, jej zastosowanie kliniczne w celu zwiększenia odwracalnej przezroczystości skóry pozostaje niedostatecznie eksplorowane. Długoletni profil bezpieczeństwa tartrazyny, w połączeniu z obiecującym przedklinicznym efektami modulacji obrazowania, uzasadnia badanie jego skuteczności u ludzi.

Istniejące techniki obrazowania optycznego są ograniczone głębokością penetracji i wysokim rozpraszaniem, szczególnie in vivo. To badanie ma na celu wypełnienie tej luki za pomocą tartrazyny w celu poprawy wizualizacji u ludzi. Potencjalne korzyści tej nieinwazyjnej techniki zastosowań człowieka są ogromne, szczególnie w dermatologii, obrazowaniu nowotworów i planowaniu chirurgicznym. Gdyby pomyślnie, tartrazine może umożliwić wyraźniejsze, nieinwazyjne obrazowanie guzów, zmian naczyniowych i innych struktur podskórnych-zapewniając wgląd w czasie rzeczywistym w postępu choroby i pomaganie w dokładniejszych interwencjach medycznych. To kliniczne badanie pilotażowe, z głównym naciskiem na wykonalność miejscowego tartrazyny w celu poprawy przezroczystości skóry, opiera się na obiecujących wynikach modeli gryzoni i dobrze ugruntowanego profilu bezpieczeństwa Tartrazine u ludzi.