העור הוא האיבר הגדול ביותר בגוף, המכסה ומגן על הגוף מפני סכנות. יש לו שלוש שכבות נפרדות: אפידרמיס, דרמיס והיפודרמיס. לכל שכבה יש את התפקידים הייחודיים שלה: האפידרמיס מונע התייבשות ופלישת חיידקים; לדרמיס רשת תאים עשירה, ומטריצה חוץ-תאית המספקת חוזק מתיחה וגמישות1; שכבת העור מכילה את הקולטנים התחושתיים, זקיקי השיער, הבלוטות וכלי הדם לרשתות הלימפה והנימים. ההיפודרמיס או הרקמה התת עורית, עם שפע רקמת השומן שלה, מתארת את הגוף ומפיצה מתח מכני 2,3,4.
קרינה, הנוצרת כתוצאה מתאונות, מלחמה, טרור או יישומים טיפוליים, חודרת דרך הגוף בטבע פרוגרסיבי ליניארי, ומובילה את העור להיות האיבר הראשון שבא במגע. האיום של תקריות כאלה התגבר עקב השימוש המוגבר בחומרים רדיואקטיביים בתעשיות, מתקנים רפואיים ומתקנים צבאיים5. מבחינה קלינית, נזקי קרינה לעור מאופיינת בתסמונת קרינה עורית (CRS), אחת מארבע תת-תסמונות של תסמונת קרינה חריפה (ARS). לתגובת העור לקרינה מייננת יש השלכות חשובות על הטיפול וההגנה מפני נזקים נוספים6. פציעות נלוות כגון כוויות וטראומה מסבכות עוד יותר את התוצאה הקלינית בשילוב עם פציעות קרינה7. מידת החשיפה של העור לקרינה קשורה לסף נקודת אל-חזור, שממנו פגיעה באיברים אחרים גורמת לכשל של איבר בודד או מרובה, ובסופו של דבר מובילה למוות של המטופל 8,9. פגיעה בקרינה עורית מורכבת משלב אקוטי ושלב כרוני. פגיעת קרינה חריפה מתבטאת קלינית באריתמה, בצקת בעור, דרמטיטיס, שלפוחיות, כריתת אפידרמיס, קיבוע יבש או רטוב, כיב ושינויים בשיער ובציפורניים. השלב הכרוני מתבטא בניוון עור, פיברוזיס, כיב כרוני וטלנגיקטזיות10,11. באופן כללי, השפעות חריפות באות לידי ביטוי בעיקר באפידרמיס, בעוד שהשפעות כרוניות בולטות ביותר בדרמיס. תגובה חריפה לחשיפה לקרינה מובילה לירידה ניכרת בפעילות המיטוטית תוך 12 שעות מהחשיפה, ואחריה היפרמיה, הגדלת תאים, ואקואוליזציה, פיקנוזיס גרעיני ופיצול 4,12.
מינוני קרינה העולים על 40 Gy גורמים להתייבשות לחות ולאובדן האפידרמיס, מה שמוביל לרגישות מוגברת לזיהומים13. בנוסף, חשיפת העור לקרינה גורמת לייצור ציטוקינים, ומעוררת תגובה חיסונית דלקתית בשכבת העור. מתווכים דלקתיים בולטים כוללים אינטרלוקינים (IL-1, IL-3, IL-5, IL-6 ו-IL-8) וגורם נמק גידול-α (TNFα)14. כשל ברזולוציה של דלקת יכול בסופו של דבר לגרום להתפתחות פיברוזיס באתר פגיעת הקרינה15. פצעים פיזיים נוספים או פציעות תרמיות מחמירים עוד יותר את התגובה הפיברוטית הזו, המשתרעת דרך שכבת השריר16. גורם גדילה טרנספורמטיבי-β (TGFβ) הוא הציטוקין העיקרי בהתפתחות פיברוזיס17. נכון לעכשיו, מעט מאוד אפשרויות טיפול מראות תוצאות מבטיחות, ולרובן עשויים להיות אתגרים בהיענות המטופלים. מחקר נוסף הבוחן את התגובות התאיות והמולקולריות של העור למינוני קרינה שונים ישפר את ההבנה של פתופיזיולוגיה של העור הנגרמת על ידי קרינה וישפר את הפיתוח של טיפולים חדשים.
כדי להקל על התרגום הקליני של תוצאות מחקר במודלים פרה-קליניים בהקלה על פגיעה הנגרמת על ידי קרינה בעור וברקמות רכות, תכנון מודלים ניסיוניים רלוונטיים ביותר של התערבויות טיפוליות לאחר הקרנה הוא קריטי. תוארו גם מודלים במבחנה וגם ב-vivo של פגיעה הנגרמת על ידי קרינה, כולל מודלים של תרביות תאים של תאי אנדותל מוקרנים18,19, פיברובלסטים20 או קרטינוציטים19 ומודלים של מכרסמים, חזירים ופרימטים לא אנושיים. מודלים של מכרסמים נמצאים בשימוש נרחב במחקר קרינה בשל הדמיון שלהם בתגובה לפגיעת קרינה עם בני אדם וגמישותם במניפולציה גנטית21. דרישות מינון הקרינה גבוהות יותר במכרסמים מאשר בבני אדם כאשר מחפשים תוצאות דומות: קיבוע, פיברוזיס ונמק16,22. תיאור קריטריוני הניקוד למדידת התגובה לקרינה שיפר עוד יותר את האימוץ של מודלים של מכרסמים של פגיעות עור קרינה21,23.
המחקר הנוכחי בסביבה הפרה-קלינית מתמקד בהבנת המנגנונים של פגיעות עור הנגרמות על ידי קרינה ופיתוח אפשרויות טיפוליות. לפיכך, הקמת מודל פרה-קליני חזק וניתן לשחזור ליצירת עלבון קרינה עם יכולת תרגום קלינית גבוהה היא חיונית. עבודה זו מתארת מודל עכברי של פיברוזיס בעור עם מינון קרינה וטכניקת אספקה אופטימליים. המודל שלנו, המשלב מדידות פונקציונליות, היסטולוגיות ומולקולריות, יכול לשמש כדי לחקור ביעילות את מנגנון התפתחות הפיברוזיס ולחקור אפשרויות טיפוליות חדשות.