A radiação ionizante é amplamente utilizada em diversos campos, incluindo energia, medicina, indústria e agricultura. Embora traga benefícios significativos, também representa ameaças diretas e potenciais à saúde humana, especialmente para trabalhadores ocupacionais e pacientes com câncer 1,2. Considerando que a pele é o maior órgão do corpo e forma sua cobertura externa, ela inevitavelmente serve como o alvo principal após a exposição à radiação ionizante. Composta pela epiderme, derme e tecido subcutâneo, a pele realiza funções fisiológicas indispensáveis. No entanto, os mecanismos subjacentes à lesão cutânea induzida pela radiação e as estratégias eficazes para sua prevenção e tratamento permanecem insuficientemente esclarecidos. Portanto, há uma necessidade crítica de um modelo experimental padronizado e reprodutível que tenha como alvo específico a lesão cutânea induzida por radiação na camada superficial e seja adequado para estudos mecanicistas e intervencionistas. Consequentemente, para avançar a pesquisa nessa área, estabelecemos com sucesso um novo modelo animal de lesão cutânea causada por radiação.
Em estudos convencionais, radiação de alta energia, como raios-X ou raios γ, é comumente usada para induzir lesão cutânea emmodelos 3,4. Esses tipos de radiação possuem alta capacidade de penetração, permitindo que interajam facilmente com tecidos e órgãos subcutâneos e mais profundos. Consequentemente, ao induzir danos cutâneos, eles também desencadeiam respostas extensas em tecidos mais profundos, o que compromete a especificidade do modelo para pesquisas focadas na pele e complica significativamente a interpretação dosresultados 5. Essa falta de especificidade tecidular representa uma grande limitação quando o objetivo principal da pesquisa é investigar lesões por radiação restrita na pele, e não os efeitos sistêmicos da radiação.
Em contraste, desenvolvemos um modelo de lesão cutânea mais específico e refinado, aproveitando as características da radiação β do estrôncio-90 (90Sr), nomeadamente sua baixa energia e penetração limitada nos tecidos. Pesquisas mostraram que o dano causado pelos raios β está predominantemente confinado às camadas epidérmica e dérmica dapele, minimizando assim efetivamente a interferência da resposta dos tecidos profundos. Comparado aos modelos de radiação de alta penetração, essa abordagem permite a localização precisa da lesão, redução do envolvimento dos órgãos viscerais e melhor interpretabilidade das alterações patológicas e inflamatórias específicas da pele. Além disso, o uso de raios β para estabelecer um modelo de radiodermatite também é justificado por considerações críticas sobre potenciais ameaças do mundo real. As lições do acidente nuclear de Chernobyl demonstram que uma exposição externa em alta dose a partículas de β pode causar queimaduras graves de β e até ferimentosfatais 7. Além disso, existem potenciais riscos à saúde a longo prazo causados pela radiação β proveniente de contaminantes por radiação 8,9.
Para explorar esses mecanismos, também é crucial selecionar um animal apropriado para ser submetido à irradiação de raios β. Embora os mini-suínos tenham sido usados com sucesso para estabelecer modelos de lesão cutânea induzida por raiosde β 10,11, sua aplicabilidade geral em pesquisas é mais limitada em comparação com camundongos. Além disso, uma característica fundamental da pele de camundongos é sua alta densidade de folículos capilares, o que a torna um modelo adequado para explorar os efeitos da radiação nos apêndices cutâneos no estudo de lesões cutâneas por radiação. Assim, usar um modelo de camundongo traz vantagens notáveis. Além disso, os modelos de camundongos oferecem vantagens práticas, incluindo menor custo, maior capacidade de produção, manipulabilidade genética e maior compatibilidade com análises moleculares e imunológicas, tornando-os particularmente adequados para estudos mecanicistas e triagem por intervenção.
Citocinas inflamatórias são pequenas moléculas ou proteínas biologicamente ativas, secretadas tanto por células imunes quanto não imunes, amplamente classificadas como pró-inflamatórias ou anti-inflamatórias. Em danos de pele induzidos pela radiação ionizante, essas citocinas são fatores-chave de condução. Na verdade, esse tipo de dano é fundamentalmente uma doença inflamatória descontrolada, principalmente orquestrada por uma rede de citocinas equimiocinas 12. A IL-6 é um mediador pró-inflamatório chave e uma das citocinas críticas envolvidas nas respostas inflamatórias agudas à radiação einfecção 13,14,15. Estudos recentes mostraram que a radiação ativa a via de sinalização IL-6/STAT3 e a senescência celular, promovendo assim a infiltração das células imunológicas e contribuindo para dermatite por radiação, inflamação da pele e quedade cabelo 16. Curiosamente, também apresenta efeitos radioprotetores em contextos específicos17,18. Em contraste, a IL-10 é um importante regulador anti-inflamatório. Suas funções incluem limitar respostas inflamatórias excessivas, fortalecer a imunidade inata, promover mecanismos de reparação tecidular e manter a homeostase dos tecidos durante infecção einflamação 19,20. A IL-10 frequentemente atua em conjunto com a IL-6, demonstrando efeitos benéficos na promoção da cicatrização dérmica, redução da formação de cicatrizes e amenização de certas condições dermatológicas 21,22,23. Embora pesquisas existentes tenham demonstrado que IL-6 e IL-10 respondem à radiação e exposição ultravioleta, respectivamente16, 24, 25, suas respostas à radiação β permanecem incertas.
Em resumo, este estudo tem como objetivo estabelecer um modelo camundongo estável e reprodutível de lesão cutânea induzida por radiação por radiação β 90. Este modelo é especialmente adequado para estudos focados em lesão cutânea por radiação, cenários de exposição à radiação β, regulação inflamatória, danos ao apêndice da pele e remodelação tecidular a longo prazo. No entanto, não se destina a replicar radioterapia de tecidos profundos ou tumores sólidos, que normalmente requerem radiação altamente penetrante, como raios-X ou raios γ. Apresentamos os procedimentos para o estabelecimento do modelo e para validação sistemática de sua viabilidade por meio de avaliações multinível, incluindo pontuação de lesão por radiação, exame histológico e expressão molecular de citocinas-chave (IL-6 e IL-10). A análise dinâmica desses parâmetros ajudará a esclarecer os papéis regulatórios de IL-6 e IL-10 no processo de lesão, fornecendo assim uma base experimental sólida e referência teórica para o desenvolvimento de estratégias de intervenção direcionadas no futuro.