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Medicine

Mise en œuvre avec précision des tests de dose minimale d'érythème (MED) pour évaluer la variation individuelle de la réponse inflammatoire humaine

Published: October 3, 2019 doi: 10.3791/59813
Automatic Translation
1, 2, 1, 1, 3, 4, 5, 6, 3,7
1Department of Psychology, Virginia Tech, 2Graduate Program in Translational Biology, Medicine and Health, Virginia Tech, 3Department of Biomedical Sciences and Pathobiology, Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine, Virginia Tech, 4Department of Human Development and Family Science, Virginia Tech, 5Wellness Center, Virginia Tech, 6Department of Statistics, Virginia Tech, 7Department of Basic Science Education, Virginia Tech Carilion School of Medicine

Summary

Des tests minimaux de dose d'érythème (MED) sont utilisés pour établir les calendriers de dosage pour la photothérapie par rayonnement ultraviolet. Il peut évaluer la variation individuelle dans la réponse inflammatoire mais manque de méthodologie pour réaliser des résultats reproductibles. Ici, nous présentons une mise en œuvre de précision de MED et démontrons sa capacité à capturer la variation individuelle dans la réponse inflammatoire.

Abstract

L'essai minimal de dose d'érythème (MED) est fréquemment employé dans les arrangements cliniques pour déterminer la plus petite quantité d'irradiation ultraviolette (UV) nécessaire pour produire l'érythème (reddening inflammatoire) sur la surface de la peau. Dans ce contexte, le MED est considéré comme un facteur clé dans la détermination des doses de départ pour la photothérapie UV pour les affections cutanées courantes telles que le psoriasis et l'eczéma. Dans les milieux de recherche, les tests MED peuvent également être un outil puissant pour évaluer la variation des réponses inflammatoires entre les personnes et entre les personnes. Cependant, les tests MED n'ont pas été largement adoptés pour une utilisation dans les milieux de recherche, probablement en raison d'un manque de lignes directrices publiées, ce qui est un obstacle à l'obtention de résultats reproductibles de cet essai. En outre, les protocoles et l'équipement pour établir MED varient considérablement, ce qui rend difficile de comparer les résultats entre les laboratoires. Ici, nous décrivons une méthode précise et reproductible pour induire et mesurer l'érythème superficiel utilisant les protocoles et les méthodes nouvellement conçus qui peuvent facilement être adaptés à d'autres équipements et environnements de laboratoire. La méthode décrite ici comprend des détails sur les procédures qui permettront l'extrapolation d'un calendrier de dosage normalisé à d'autres équipements afin que ce protocole puisse être adapté à n'importe quelle source de rayonnement UV.

Introduction

L'essai minimal de dose d'érythème (MED) est une procédure approuvée par la FDA pour évaluer la sensibilité cutanée au rayonnement typiquement dans la gamme UVB, bien que le MED puisse être déterminé à d'autres longueurs d'onde dans le spectre UV et visible1. L'érythème est défini comme rougeur superficielle sur la surface de la peau causée par l'engorgement des capillaires (les stades ultérieurs de l'érythème sont plus communément connus sous le nom de coup de soleil). Les tests MED ont été largement utilisés dans la littérature dermatologique et les paramètres de photothérapie clinique pour identifier la quantité minimale de rayonnement ultraviolet (UV) qui produira la plus petite unité de changement mesurable dans la rougeur de la peau. Les tests MED peuvent être effectués avec une lampe UV disponible dans le commerce, équivalente à ce qui est utilisé dans la plupart des installations de bronzage commercial.

L'essai MED implique la dispersion continue du rayonnement UV ou de la lumière du spectre visible sur la surface de la peau pendant une durée prédéterminée, avec des programmes de dosage dépendant principalement de la pigmentation de la peau et de l'intensité et du type de rayonnement . Cette procédure est couramment utilisée dans les milieux cliniques pour déterminer les calendriers de dosage pour les patients recevant une radiothérapie UV pour des affections cutanées telles que le psoriasis et l'eczéma2,3. Les procédures de base pour déterminer le MED dans les arrangements cliniques ont été décrites ailleurs4,et peuvent être employées pour ajuster la dose totale de rayonnement UV vers le haut ou vers le bas, selon la variation individuelle de la sensibilité de peau.

La pigmentation de la peau est peut-être la variable spécifique au sujet la plus importante dans la conduite et la mesure des résultats de la procédure MED6. C'est parce que la durée de l'exposition aux UV nécessaire pour évoquer la réponse minimale de l'érythème est principalement déterminée par la légèreté ou l'obscurité de la peau du participant, tel que défini par le type de peau Fitzpatrick (FST) du participant. FST7 est un schéma numérique pour classer la couleur de la peau humaine. L'échelle Fitzpatrick est un outil reconnu pour la recherche dermatologique sur la pigmentation de la peau humaine8,9, et classe la peau humaine dans l'une des six catégories de la plus légère (FST I) à la plus sombre (FST VI).

Les typologies Plus foncées de FST exigent une plus longue durée UV, donc la classification précise de FST est importante. Il existe une documentation exhaustive sur les méthodes d'évaluation précise de la TVF, à l'aide d'une grande variété d'approches, y compris l'auto-déclaration, l'entrevue avec les dermatologues et l'évaluation fondée sur l'instrumentation. Les évaluations d'observateur de FST ont été montrées pour être corrélées avec la couleur courante, mais pas normale de peau10,cependant FST peut être déterminé subjectivement11 utilisant l'auto-déclaration par l'intermédiaire du questionnaire12 et/ou de l'évaluation objective par l'intermédiaire de Spectrophotométrie. Fitzpatrick dactylographie par spectrophotométrie a été montré à la corrélation étroite à l'auto-déclaration des participants dans un certain nombre d'études10,13,14,15.

En dépit de l'utilité et de l'utilisation répandue des essais de MED dans les services cliniques, cette procédure n'a pas été largement adoptée dans les arrangements de laboratoire pour mesurer la variation individuelle en réponse à la stimulation pro-inflammatoire. L'objectif de la méthodologie décrite ici est de fournir des techniques et des procédures étape par étape qui augmentent la précision et la reproductibilité de la procédure d'essai MED, afin de faciliter les travaux futurs dans les milieux de laboratoire axés sur les quantification de la variabilité intra-individuelle dans la réponse inflammatoire. Nous fournissons en outre des résultats représentatifs qui illustrent la capacité de ce protocole normalisé de saisir avec précision la variation de l'inflammation d'une personne à l'autre.

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Protocol

Toutes les méthodes décrites ci-dessous, y compris l'utilisation de volontaires humains, ont été examinées et approuvées par la Commission d'examen institutionnel (CISR) locale et sont conformes à la Déclaration d'Helsinki et au rapport Belmont. Tous les participants (N-72) ont signé un consentement éclairé tel qu'interdit par le protocole de la CISR. Les critères d'inclusion et d'exclusion et les procédures d'abandon ont été conçus pour maximiser la sécurité des participants, et toute déviation par rapport à ces procédures devrait être prise en considération à la lumière de leur impact sur le risque et la tolérabilité pour les sujets humains. Dans le contexte des travaux présentés en l'espèce, les critères d'exclusion limitaient la participation aux personnes qui n'ont pas d'antécédents personnels ou familiaux de maladies inflammatoires ou de substances licites ou illicites. Ces facteurs peuvent influer sur les réponses à la procédure d'essai de la DME.

1. Sélection des participants

  1. Utiliser les critères d'inclusion suivants : 18-55 ans; en bonne santé générale, tel que déterminé par medical Symptom Checklist (MSCL)5; peut comprendre et communiquer au sujet du protocole de sécurité de laboratoire présenté en anglais; peut donner son consentement écrit.
  2. Utiliser les critères d'exclusion suivants : Fitzpatrick type de peau I, tel que déterminé par auto-déclaration; utilise régulièrement de l'équipement de bronzage commercial; blessures ou lésions cutanées au site prévu d'exposition; cancer de la peau actuel, ou antécédents personnels de cancer de la peau; antécédents familiaux de cancer de la peau; le diabète; le psoriasis ou tout autre affection inflammatoire de la peau; la maladie vasculaire périphérique, la maladie artérielle périphérique, la maladie de Raynaud, ou tout autre désordre circulatoire diagnostiqué ; tout trouble moteur involontaire; allergique au ruban adhésif; prend des stéroïdes inhalés pour l'asthme (p. ex., Fluticasone); prend tous les corticostéroïdes; 2 ou plus des personnes suivantes (hypertension diagnostiquée, hyperlipidémie, taux élevé de cholestérol, cigarettes, antécédents familiaux de maladie coronarienne ou athérosclérotique (parents/frères et sœurs avant l'âge de 55 ans)); dépendance active aux substances - légale ou illicite; les personnes ayant une dépendance à la substance nouvelle à la récupération (moins d'un an); l'utilisation de médicaments qui affectent la fonction du SNC, y compris les psychotropes, les médicaments opiacés ou les corticostéroïdes, au cours des 3 derniers mois; tous les médicaments psychotropes prescrits, actuellement ou au cours des 3 derniers mois (il s'agit notamment de médicaments pour l'anxiété, la dépression, ou d'autres problèmes psychologiques).

2. Planification et préparation pour le MED

  1. Planifiez les participants pour deux rendez-vous : le premier, l'événement d'exposition MED (environ 45 min), et le second, un suivi pour recueillir des lectures de spectrophotométrie (environ 10 min). Planifiez le rendez-vous de suivi pour 24 h après le premier rendez-vous.
  2. Avant l'arrivée des participants, exposer et mettre en place l'équipement essentiel, y compris deux menottes d'essai de dose et de l'équipement de sécurité. Avoir une variété de vêtements de protection UV (tels que des manches de sport anti-UV, des gants de protection UV, des gommages médicaux à manches longues, des feuilles de protection UV et du ruban adhésif pour apposer les feuilles) pour le participant et le chercheur pour couvrir toute la peau exposée aux UV radiations.
  3. Calibrer le spectrophotomètre selon les spécifications du fabricant. Faites ceci pour chaque sujet et chaque session.

3. Déterminer le type de peau de Fitzpatrick (FST)

  1. Lorsque le participant arrive pour l'événement d'exposition MED (visite 1), identifiez la TVF par auto-déclaration ou spectrophotométrie. Pour maximiser la sécurité des participants, ne pas effectuer de tests MED sur les participants classés comme FST 1. Pour tous les autres types de peau Fitzpatrick (2-6), utilisez le score FST pour déterminer quel calendrier d'exposition doit être utilisé.

4. Application de manchette 1

  1. Expliquez au participant comment fonctionne les tests MED et sollicitez des questions avant de procéder.
  2. Généralement, effectuer la procédure MED à l'intérieur de l'avant-bras non dominant.
  3. Placez le brassard 1 (avec tous les revêtements d'ouverture enlevés) en évitant les taches de rousseur, les taupes, les cicatrices, les cheveux (dans la mesure du possible), et les coupures, ecchymoses ou lésions sur la peau. Retirez uniquement le support de papier ciré protecteur des parties latérales (non centrales) du brassard 1. Il est important que le support de papier ciré de la partie centrale de la manchette 1 ne soit pas enlevé, car l'adhésif a un fort potentiel d'irriter la peau lorsqu'il est décollé après les lectures de base, provoquant une rougeur de la peau proximale à l'ouverture.
  4. Après avoir placé le brassard 1 sur le site d'exposition prévu, placez les repères à l'aide d'un marqueur permanent pour vous assurer que le brassard 2 sera situé exactement au même endroit. Marquez la peau à quatre points à l'extérieur des plis de chacun des volets latéraux de la manchette 1, en haut à droite, en haut à gauche, en bas à droite et en bas à gauche.
    1. Rendre ces marques assez sombres pour survivre environ 24 h, car elles seront également utilisées pour placer le brassard 3 exactement au même endroit au rendez-vous de suivi 24 h plus tard.

5. Lecture de base : Application de manchette 1

  1. À l'aide d'un spectrophotomètre qui a été étalonné selon les spécifications du fabricant, obtenir et enregistrer en permanence des lectures à chacune des six ouvertures ouvertes dans l'ordre.
  2. Assurez-vous que le spectrophotomètre est placé au centre des ouvertures de manchette tout en évitant les grains de beauté, les cicatrices ou d'autres imperfections dans la mesure du possible.
  3. Enregistrez en permanence toutes les valeurs « SCI » (L, A, B). Pour assurer des lectures uniformes avec le même point d'étalonnage, gardez le spectrophotomètre dans l'ON pendant toute la durée de la procédure MED et ne s'éteignez pas tant que les lectures post-exposition n'ont pas été terminées.
  4. Une fois que les mesures de spectrophotométrie de base ont été enregistrées, retirez le brassard 1. Pour minimiser l'inconfort des participants, appliquez un solvant adhésif médical sur le périmètre de la manchette 1 au fur et à mesure qu'il est décollé, ce qui empêchera l'ablation douloureuse des cheveux sur le bras.

6. Lecture pré-exposition : Application de manchette 2

  1. Après l'enlèvement de la manchette 1, placez le brassard 2 au même endroit en utilisant les repères dessinés sur la peau pour le brassard 1. Le support adhésif complet peut être exposé et appliqué pour s'assurer que le brassard 2 est suffisamment scellé pour empêcher l'exposition croisée parmi les ouvertures en raison de l'adhérence insuffisante à la peau.
  2. Demandez au participant et au chercheur d'enfiler des vêtements de protection UV et des accessoires de sécurité. Au minimum, le participant, le technicien qui administre la procédure et toute autre partie dans la pièce doivent enfiler des lunettes de protection UV. Les techniciens doivent porter des manches longues ou utiliser une manche anti-UV.
  3. Avant d'activer la lampe, demandez au technicien d'aider le participant à couvrir toute la peau exposée, y compris le bras au-dessus du patch, le bras et le poignet sous le patch, la main et les parties de l'avant ou de l'arrière du bras qui peuvent être exposées sur les côtés du patch (UV- feuilles de protection et du ruban adhésif pour apposer les feuilles peuvent être utiles pour cela). En outre, certains participants portant des chemises avec des décolletés ouverts peuvent vouloir draper le tissu UV-protecteur au-dessus de leur cou et coffre si ces secteurs seront près de la source UV.
  4. Étendre un chiffon de protection UV sous le bras du participant (pour réduire la réflectoflant de la surface de la table).

7. Procédure MED : Pré-exposition

REMARQUE: Les rayons de la lampe doivent être perpendiculaires au site d'exposition. En général, le mouvement physique de la lampe est moins possible que le mouvement ou l'arrangement de l'angle du bras des participants.

  1. Avant d'activer la lampe, disposer le bras du participant de sorte que les rayons UV de la lampe soient perpendiculaires à l'angle du brassard 2 sur le bras du participant.
  2. Identifiez la bonne distance entre la lampe et le brassard 2 sur le bras du participant. Placez le capteur du radiomètre face à la lampe UV parallèle à la surface de la peau et aussi près que possible de l'emplacement de la manchette 2.
  3. Couvrez le bras des participants d'un chiffon anti-UV pour éviter l'exposition, et activez brièvement la lampe pour ajuster la distance à la manchette 2 jusqu'à ce que le capteur du radiomètre indique 270 W/cm2.
    1. Pour atteindre cette lecture, ajustez la distance entre la lampe et la surface de la peau jusqu'à ce que le radiomètre indique 270 W/cm2 (10 W). Une fois que la distance appropriée a été déterminée, désactiver la lampe.
      REMARQUE: Il est important de noter ici que de petites différences dans l'angle du radiomètre affecteront grandement la lecture. Ainsi, l'angle du radiomètre doit être aussi proche que possible de la surface de la peau.
  4. Effectuez d'autres ajustements de distance tout au long de la séance d'exposition afin d'éviter la dérive à l'emplacement du bras. À chaque lecture, confirmer la distance et réajuster au besoin pour maintenir les relevés de radiomètres à environ 270 W/cm2 (10 oW).

8. Procédure MED: Exposition

  1. Utilisez un chronomètre pour implémenter le calendrier MED. Retirez le revêtement de la première ouverture avant d'activer la source UV. Activez la source et le chronomètre simultanément et retirez chaque ouverture couvrant le brassard 2 selon le calendrier spécifié ci-dessous, basé sur FST.
  2. Au point d'enlèvement pour chaque revêtement d'ouverture, enregistrez la lecture du radiomètre lorsque le radiomètre est maintenu parallèlement à la surface de la peau et pointé vers la lampe. Si la distance a changé, ajustez la distance à la lampe pour vous assurer que le radiomètre lit à nouveau 270 (10) W/cm2.
  3. Demandez au technicien de surveiller le bras du participant afin d'assurer un positionnement uniforme. En particulier, réajuster le bras si le bras tourne, autant de participants tourneront le bras pendant qu'ils se détendreont. À la suite de tout ajustement, confirmez de nouveau que le radiomètre indique 270 W/cm2 (10 oW).
  4. Éteignez la lampe à l'heure précise spécifiée par le calendrier de dosage dans le tableau 1. Ne pas désactiver le chronomètre, car une série supplémentaire de lectures de spectrophotomètre doit être recueillie exactement 7 minutes après la désactivation de la lampe, comme décrit ci-dessous.

9. 7 Min Post-exposition Lecture

  1. Exactement 7 minutes après la désactivation de la lampe, enregistrez les lectures finales du spectrophotomètre de chaque ouverture dans le poignet 2. Le but de la collecte de données immédiatement après la procédure d'exposition est de confirmer d'abord aucune réaction indésirable au rayonnement UV, et ensuite d'évaluer les réponses initiales, qui dans certains cas peuvent être légères, mais sensiblement différentes de la ligne de base ( avant l'exposition). Toute augmentation de la rougeur après 7 minutes est susceptible d'être un effet thermique et non pas l'érythème.
    REMARQUE: Une réaction indésirable à l'exposition aux rayons UV après 7 minutes est probablement liée à la dose urticaire minimale de l'urticaire solaire, un trouble de photosensibilité acquis. Les désordres de photosensibilité sont évalués avant la procédure de MED et les sujets avec ces désordres devraient être exclus. Toutefois, si cela est observé à un moment donné au cours de l'essai, le protocole d'exposition doit être interrompu immédiatement.
  2. Après l'exposition aux rayons UV, cuff 2 peut être particulièrement difficile à enlever. Utilisez un solvant adhésif de qualité médicale, si nécessaire, pour minimiser l'inconfort des participants lors de l'enlèvement du brassard 2. Les participants à la peau particulièrement hirsute ou autrement sensible peuvent trouver utile d'appliquer de l'huile d'olive ou un démaquillant adhésif à base d'alcool sous le bord du brassard 2, car ils retirent le patch lentement. Après l'enlèvement du brassard 2, les participants peuvent avoir un adhésif résiduel sur la peau, qui peut également être enlevé avec de l'huile d'olive ou un solvant adhésif médical.
  3. Avant de vous retirer de la séance d'exposition, rappelez aux participants de ne pas laver les points de repère et de ne pas appliquer de lotions sur le site d'exposition.

10. Rendez-vous de suivi : Cuff 3 Application

  1. Avant l'arrivée du participant, calibrer le spectrophotomètre selon les spécifications du fabricant.
  2. Préparer le brassard 3 en enlevant tous les revêtements d'ouverture (en laissant le papier de cire blanc en adhérence sur la partie centrale du patch). Lorsque vous placez le brassard 3 sur le bras du participant, retirez le papier de cire blanche du support des deux volets latéraux du timbre. En utilisant les repères sur l'avant-bras du participant, placez cuff 3 au même endroit que les deux patchs précédents.
  3. Prenez une lecture à chacune des six ouvertures ouvertes dans l'ordre. En outre, inspectez visuellement chaque ouverture et enregistrez s'il semble y avoir des preuves visuelles d'une réponse d'érythème dans chacune des six ouvertures (peau rouge ou rose indique l'érythème). Après avoir enregistré en permanence des lectures de spectrophotomètre, retirez Cuff 3, à l'aide de solvant si nécessaire.
  4. Pour améliorer davantage le confort et la sécurité des participants, fournir 4-6 gel de combustion à usage unique ou aloe vera, et indiquer au participant que si le site d'exposition devient démangeaisons ou inconfortable, il peut être traité comme un coup de soleil avec ces produits ou similaires sur le comptoir.

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Representative Results

Le calendrier présenté au tableau 1 est un nouveau calendrier de dosage qui a été calculé pour capturer le MED, en moyenne, au milieu de l'événement d'exposition (c.-à-d. ouverture 3 ou 4) pour chaque TVF. La base de l'horaire calculé est la suivante.

Des travaux antérieurs ont établi que pour les personnes atteintes de TVF 2, le MED médian pour le rayonnement dans la gamme UVB est de 66,9 milliwatts (mW) par cm2, 77,429 mW/cm2 pour FST 3 et 85,0 pour FST 416. Dans l'hypothèse d'une énergie UVB constante de 270 W/cm2, nous avons extrapolé cette constante dans le domaine temporel pour déterminer le nombre de secondes nécessaires pour capturer le MED au milieu d'un calendrier de dosage donné pour chaque TVF basée sur ces médianes valeurs. Nous avons en outre incorporé un calendrier d'expansion, de sorte que chaque ouverture (2 à 6) reçoit 25 % plus d'énergie que celle qui l'a précédée, semblable en principe à la série de ratios en expansion qui sont généralement utilisées dans les tests MED. Bien qu'il n'existe pas de plages de référence pour le MED dans fST 5 et 6, nous avons calculé des calendriers pour ces types de peau en extrapolant les différences entre les gammes de référence de 2 à 4 pour déterminer la constante pour la multiplication de la série de temps en expansion à un estimation théoriquement correcte de l'énergie nécessaire pour atteindre le MED chez ces individus, s'il existe. Il convient également de noter que des travaux antérieurs ont montré que des différences statistiquement significatives dans le MED ne peuvent émerger que lorsque l'on compare la TVF I à la TVF IV20. Par conséquent, dans le contexte des méthodes décrites ici, on ne s'attend pas nécessairement à ce que des différences statistiquement significatives entre les catégories contigus de TVF apparaissent.

La figure 1 représente des données complètes pour un seul sujet représentatif, ventilées par période d'évaluation (pré-exposition, 7 minutes après l'exposition et suivi de 24 h). La figure 2 fournit les données complètes pour tous les sujets de cette étude, afin de fournir un aperçu complet des modèles individuels et des variations qui sont susceptibles d'être rencontrés. La figure 3 fournit des statistiques sommaires représentant les résultats agrégés pour tous les sujets, afin d'illustrer les modèles globaux de variabilité au sein de chaque ouverture. Les données brutes de cette procédure pourraient être corrélées avec d'autres variables d'intérêt scientifique, selon le contexte et la nature des applications de recherche utilisant des tests MED de précision tels que décrits ici.

Calendrier MED pour chaque type de peau Fitzpatrick (FST)
TVF 2 TVF 3 TVF 4
Supprimer le patch 2 1:22 1:38 1:55
Supprimer le patch 3 3:05 3:42 4:19
Supprimer le patch 4 5:13 6:16 7:19
Supprimer le patch 5 7:54 9:29 11:03
Supprimer le patch 6 11:14 13:29 15:44
Arrêt de la lampe 15:25 18:31 21:36
7m Post-exposition 22:25 25:31 28:36

Tableau 1 : Calendrier de dosage calculé selon la TVF. Les unités représentent la durée de l'exposition en min:s).

Figure 1
Figure 1 : Résultats représentatifs pour un sujet. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2
Figure 2 : Résultats agrégés pour 72 sujets illustrant le changement de référence à celui de suivi. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 3
Figure 3 : Résultats de l'intrigue de la boîte résumant la variabilité de 72 sujets illustrant le changement de référence à celui de suivi. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

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Discussion

La mise en œuvre de précision des tests MED, telle qu'elle est décrite ici, pourrait offrir plusieurs avantages par rapport à d'autres défis inflammatoires existants en laboratoire qui ont atteint une utilisation populaire. Par exemple, les protocoles de cloques d'aspiration17,18,19 soulèvent une boursouflure remplie de liquide sur la peau qui est ensuite aspirée avec une seringue pour accéder directement au microenvironnement cytokine. Bien que le cloque de peau soit un outil bien connu pour étudier l'immunologie de peau et l'inflammation20,et peut être particulièrement efficace pour accéder aux populations rares des cellules et des protéines21,de telles procédures exigent le personnel spécialisé et sont souvent prohibitifs et inconfortables pour une utilisation générale dans les sujets de recherche présentant ainsi des défis éthiques et pratiques. Dans le même ordre d'e, les procédures de défi inflammatoire superficielle s'inscriminant comme la vasodilatation induite par la crème de capsaïcine sont efficaces pour stimuler l'inflammation cutanée, mais la quantification de la réponse inflammatoire localisée (flare) repose sur le manuel traçage et l'évaluation humaine qui peuvent être sujettes à erreur, réduisant ainsi la fiabilité de cette procédure en laboratoire.

Dans les milieux de photothérapie, le but de la détermination de la MED avant la photothérapie UVB est de calculer la dose de départ individuelle pour un protocole de rayonnement UV. Dans le cas des méthodes décrites ici, nous ne cherchons pas à identifier le MED à cette fin, mais plutôt fournir une méthode reproductible pour évaluer la variation intra-individuelle dans les réponses au rayonnement UV. Dans le même sens, il convient également de noter que les résultats de cette procédure ne peuvent pas être utilisés dans le calcul du seuil d'érythème sous le soleil, qui nécessiterait plutôt un simulateur solaire et non une lampe UV. Dans le même ordre d'equité, il est important d'évaluer l'état antérieur du bronzage et de l'exposition au soleil sur le site d'essai. Dans cette étude, nous avons exclu les sujets qui ont rapporté l'utilisation cohérente de l'équipement commercial de bronzage. Ces facteurs, s'ils ne sont pas pris en compte, pourraient interférer avec la détermination précise des phototypes cutanés.

Nous avons utilisé un spectrophotomètre portatif pour définir objectivement la couleur de la peau de base avant l'exposition, et pour mesurer la variation de la couleur de la peau induite par le rayonnement UV. Les spectrophotomètres sont des appareils légers et portatifs qui mesurent la teinte ou le rouge par rapport au vert (échelle a), la légèreté ou le noir par rapport au blanc (échelle L), et la saturation ou le jaune par rapport au bleu (échelle b). Des travaux antérieurs ont démontré que l'augmentation du b et la diminution des composants de l'échelle De L indiquent mieux l'assombrissement de la peau causé par l'exposition uv cumulative22, tandis que l'échelle a mesure l'érythème ou la rougeur de la peau (c.-à-d. les coups de soleil). Bien que le MED soit, par définition, une augmentation de l'érythème visible, l'utilisation de la spectrophotométrie fournit une mesure quantitative supplémentaire qui complète l'inspection visuelle du site d'exposition. L'utilisation de la spectrophotométrie pour mesurer l'érythème réduit simultanément le risque pour les sujets et augmente la précision dans la mesure de l'érythème. C'est parce que le spectrophotomètre est capable de mesurer les changements dans la rougeur de la peau avec une précision considérablement plus grande que l'observation visuelle seule. L'utilisation d'instruments tels que la spectrophotométrie pour mesurer les réponses superficielles au rayonnement UV a donc l'avantage supplémentaire de réduire la quantité de rayonnement UV nécessaire pour produire un changement perceptible. Les cotes d'observation pour mesurer l'érythème (généralement fait avec une échelle visuelle de notation de type Likert)23 sont très subjectives et limitent l'utilité des tests MED. Conformément aux travaux antérieurs qui ont établi les procédures MED pour les paramètres cliniques4, nous rapportons la métrique a ' affichée directement à partir du spectrophotomètre, qui est une mesure de la rougeur. L'utilisation de la spectrophotométrie (en particulier le facteur a) pour mesurer l'érythème cutané a un précédent substantiel dans la littérature scientifique4,14,24,25, et est considéré comme plus précise que l'évaluation visuelle seule.

Il est également nécessaire d'utiliser un radiomètre capable de mesurer des microwatts par cm2 dans la gamme UVB. Afin de surveiller l'intensité du rayonnement UV, et de s'assurer que la dose est maintenue cohérente entre les sujets, un radiomètre en temps réel doit être placé immédiatement à côté du site d'exposition de la peau du sujet en tout temps. Parmi les autres avantages de l'utilisation du radiomètre (par exemple, dans la surveillance de la fatigue des ampoules au fil du temps), la radiométrie assure que la distance entre l'ampoule et la peau produit un résultat cohérent entre les sujets. Cela fournit également un degré supplémentaire de sécurité pour les sujets, en veillant à ce que la source n'est jamais placée trop près de la peau, ce qui augmenterait également le rayonnement UV projeté sur la peau. L'expérimentateur doit enregistrer l'intensité UV en temps réel, ou au moins chaque fois qu'une ouverture couvrant dans le patch de test de dose (poignet) est enlevée, pour confirmer la cohérence de la dispersion dans l'ensemble de l'événement d'exposition. En veillant à ce que l'intensité reste constante, augmente encore la sécurité en empêchant une dose d'UV qui est plus grande que ce qui est décrit dans les calendriers de dosage fournis ici.

L'évaluation de l'inflammation liée à l'érythème et son utilité pour l'étude d'autres types d'inflammation reste un sujet pour l'étude future. Plus précisément, les travaux futurs devraient examiner la relation entre les réponses épithéliales indexées par les procédures d'essai MED décrites ici et les processus biologiques qui les produisent afin d'établir la base conceptuelle et théorique nécessaire pour un examen plus approfondi de ces liens. En tant que tel, nous recommandons fortement la prudence dans l'utilisation de l'essai de MED comme marqueur général de l'inflammation systémique, et encourageons davantage de travail utilisant cette méthode pour sonder des facteurs qui règlent des réponses cellulaires au rayonnement UV.

Les tests MED ne sont pas sans risques. Il y a un risque d'étudier les participants que le site d'exposition devienne démangeaisons ou inconfortable dans les 24-48 h suivants. Les participants peuvent éprouver la sensation de chaleur sur le site, et il est possible que la peau se décolle ou devienne douloureuse, comme dans le cas d'un coup de soleil. Plusieurs mesures peuvent être prises pour minimiser la possibilité de ce résultat. Tout d'abord, avant d'effectuer la procédure MED, la dactylographie de la TVF doit être effectuée afin de déterminer la durée pendant laquelle le participant sera exposé au rayonnement UV. Dans les cas où le type de peau Fitzpatrick des sujets n'est pas clair ou ne peut pas être déterminé, nous recommandons de ne pas effectuer d'essais MED. Dans les cas où il y a désaccord entre la TVF autodéclarée ou la TVF déterminée par l'observateur, par défaut à la TVF inférieure qui entraînera une dose plus faible de rayonnement UV. En outre, dans les cas où les sujets FST est I (peau la plus légère possible) nous recommandons de ne pas mener la procédure, parce que dans ce cas les sujets peuvent approcher le MED dans les 6-8 minutes, ce qui signifie que la surdosage peut devenir un peu plus probable. Les tests MED ne doivent pas être effectués si les relevés de radiomètres ne sont pas disponibles (par exemple, en raison d'une défaillance de l'équipement). Avant de quitter le laboratoire après la procédure d'exposition aux UV, les participants devraient avoir la possibilité de ramener à la maison des remèdes en vente libre comme les sachets d'aloès, et devraient être informés de surveiller le site d'exposition de près pendant les 48 prochaines heures. tout inconfort se produit, ils peuvent appliquer l'aloès au besoin, ou acheter leurs propres remèdes en vente libre. Ces risques sont également liés à certaines considérations éthiques qui doivent être évaluées avant d'entreprendre des tests DEME. Par exemple, les risques associés au surdosage et à d'autres conséquences imprévues devraient être clairement expliqués dans le document de consentement éclairé. De même, il convient de préciser clairement que, même si les tests MED sont largement utilisés, les conséquences à long terme, quelles qu'elles soient, sont incomplètement comprises.

Les résultats représentatifs présentés ici devraient être pris en considération à la lumière des limites de l'étude. Tout d'abord, nous avons seulement cherché à démontrer le potentiel de tests MED de précision pour capturer la variabilité entre les sujets dans cette étude, et des travaux futurs seront nécessaires afin d'examiner la fiabilité de test-retest de cette procédure. Deuxièmement, nous avons recueilli des données de FST 2 à 5, et nous ne présentons pas de données ici sur FST 6 (peau la plus foncée), car des travaux antérieurs ont montré que les personnes ayant une peau très foncée ne montrent généralement pas de preuves d'érythème en réponse au rayonnement UV. Des travaux futurs seront nécessaires afin d'appliquer et d'évaluer de façon critique les résultats de notre calendrier de dosage calculé pour l'ISF 6. Les personnes ayant une peau plus claire (FST I et II) peuvent également bénéficier d'une période de suivi plus longue, car les personnes à la peau plus claire peuvent présenter des preuves de la MED après 48 h. Troisièmement, nous rapportons des données extraites de la zone de l'avant-bras non dominant, qui est une emplacement moins invasif pour l'évaluation des types de réponses inflammatoires d'intérêt scientifique dans cette étude. Cependant, cela contraste avec de nombreuses autres études qui évaluent les réponses MED dans les régions du corps qui sont moins exposés à la lumière naturelle comme le dos et les fesses. Le choix de l'avant-bras comme principal site d'enregistrement de la spectrophotométrie a été principalement pour des raisons de commodité, car la collecte de données provenant de régions personnelles sensibles comme celle-ci peut causer un inconfort ou un embarras indu aux sujets. Cependant, les zones qui sont généralement protégées par des vêtements peuvent être une meilleure option pour la mesure de l'érythème exempt de l'influence de l'exposition solaire antérieure, et les travaux futurs pourraient considérer cette question en évaluant comparativement les résultats de cette procédure à différents endroits physiques sur le corps. Il convient également de noter que les procédures décrites ici ne visent pas à établir le MED pour les paramètres de photothérapie, ni ces procédures ne devraient être utilisées pour les enquêtes photobiologiques telles que la détermination du facteur de protection solaire (FPS) pour les écran. En outre, bien que nous ayons été en mesure d'atteindre des tolérances étroites dans la dose de rayonnement de 10 W par cm2, les travaux futurs devraient évaluer l'utilité de stabiliser l'arrangement physique du radiomètre UV, qui dans notre approche est tenue manuellement. Bien qu'il ne s'agisse pas nécessairement d'une limitation, nous avons choisi 7 minutes après l'exposition comme point de suivi semi-arbitraire, afin d'évaluer si des changements immédiats se sont produits — bien que ces changements ne soient pas liés à l'érythème et qu'ils puissent plutôt se rapporter au chauffage localisé ou d'autres réponses indépendantes. Une autre limitation potentielle est le coût de l'instrumentation, en particulier le spectrophotomètre. Enfin, nous notons que le grand nombre de critères d'exclusion peut limiter la généralisation.

Les applications potentielles des essais de précision MED s'étendent à n'importe quel cadre de recherche dans lequel la quantification de la réponse inflammatoire systémique chez l'homme est exigée. En particulier, cette méthode peut être particulièrement pertinente dans le domaine de la psychoneuroimmunologie, qui examine l'interface entre les facteurs psychologiques, neurobiologiques et de style de vie (stress, alimentation, statut hormonal, anxiété et dépression) qui se rapportent à réponses immunitaires, y compris l'inflammation systémique. Les travaux futurs pourraient également examiner l'utilité d'ajuster certaines configurations physiques des procédures d'essai MED décrites ici. Par exemple, l'ajustement de la distance entre la surface de la peau et la source de rayonnement UV pourrait être effectué manuellement (comme c'était le cas ici) ou, subsidiairement, des lectures en temps réel du radiomètre pourraient être utilisées pour ajuster le temps d'exposition. L'influence de la durée de suivi pourrait également être évaluée, afin d'examiner systématiquement les différences individuelles dans le temps d'atteindre le pic MED, et des périodes de suivi plus longues pourraient également être ajoutées, afin d'évaluer la variation intra-individuelle dans le temps de récupération. Il convient également de noter que les méthodes décrites ici existent dans un contexte plus large de normes mondiales pour les méthodes d'essai de protection solaire, les cosmétiques et les tests de facteur de protection solaire (FPS) (par exemple, ISO 24444). Les méthodes présentées ici ne sont pas destinées à être utilisées dans ces contextes, et elles ne devraient pas non plus être appliquées pour la détermination de la MED dans les milieux de photothérapie ou les cotes FpS telles que décrites par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Les normes relatives aux tests de FPS sont fondées sur des DME individuelles et ne conviennent pas aux évaluations intraindividuelles telles que décrites ici. Enfin, les travaux futurs devraient également tenir compte de la durée de la période de suivi. Dans la présente étude, la plupart des sujets ont été évalués à 24 h après l'exposition, à quelques exceptions rares en raison de la variation des horaires et de la disponibilité du sujet (jamais excéder 48 h après l'exposition). L'influence de la durée de suivi pourrait également être évaluée, afin d'examiner systématiquement les différences individuelles dans le temps d'atteindre le pic MED, et des périodes de suivi plus longues pourraient également être ajoutées, afin d'évaluer la variation intra-individuelle dans le temps de récupération.

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Disclosures

Les auteurs de cette étude ne déclarent aucun conflit d'intérêts, financier ou autre.

Acknowledgments

Ce travail a été soutenu par une subvention du Virginia Tech College of Science Discovery Fund.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6-aperture dose testing patch (“Cuff”) Daavlin    
Medical grade adhesive solvent
Non-reflective UV proof cloth
Radiometer SolarLight Model 6.2 UVB Meter
Single use aloe or burn gel
Spectrophotometer Konika-Minolta CM-2600D
Stopwatch
UV lamp – Fiji Sun Sperti Emission spectrum 280 nm-400 nm, approximately 25% UVB
UV-proof safety glasses (2 pair)
UV-proof sleeve
White cotton gloves (2 pair)

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Médecine Numéro 152 Inflammation Ultraviolet Érythema Spectrophotométrie MED Psychoneuroimmunologie
Mise en œuvre avec précision des tests de dose minimale d'érythème (MED) pour évaluer la variation individuelle de la réponse inflammatoire humaine
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Richey, J. A., Sullivan-Toole, H.,… More

Richey, J. A., Sullivan-Toole, H., Strege, M., Carlton, C., McDaniel, D., Komelski, M., Epperley, A., Zhu, H., Allen, I. C. Precision Implementation of Minimal Erythema Dose (MED) Testing to Assess Individual Variation in Human Inflammatory Response. J. Vis. Exp. (152), e59813, doi:10.3791/59813 (2019).

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