Difusa espectroscopia óptica para a avaliação quantitativa da Aguda de Radiação Ionizante toxicidade cutânea induzida pelo uso de um modelo de rato

O objetivo geral desta técnica de espectroscopia óptica difusa é desenvolver um biomarcador quantitativo para descrever a eritema aguda induzida por radiação. Este método pode ser utilizado na área da radioterapia como um biomarcador preditivo para identificar pacientes com risco de toxicidade cutânea grave por radiação. Assim, a principal vantagem desta técnica é que ela fornece uma métrica objetiva e sistemática para quantificar toxicidades cutâneas por radiação.

Eu demonstrarei a técnica de espectroscopia óptica difusa, e Elina, uma pesquisadora do Laboratório Loo, manipulará os camundongos. Ligue a eletrônica e aguarde o sistema inicializar. Em seguida, desligue todas as luzes fluorescentes da sala e posicione luzes incandescentes a uma distância do dispositivo de medição para fornecer alguma iluminação de trabalho.

Em seguida, configure o instrumento para realizar medições na pele de camundongo. Defina os parâmetros do sinal conforme a seguir. Ajuste o tempo de aquisição para 25 milissegundos, defina a média dos sinais para 25 e ajuste a largura do filtro boxcar para um.

Esses parâmetros oferecem um equilíbrio razoável entre o tempo de aquisição e a relação sinal-ruído. Em seguida, utilizando o software personalizado de aquisição programado, adquira automaticamente uma leitura de fundo com o LED desligado. Depois, adquira uma leitura com refletância difusa em duas distâncias de separação entre fonte e detector.

Realize uma medição em 260 micrômetros e a segunda em 520 micrômetros. O tempo total de aquisição deve ser de aproximadamente dois segundos. Após anestesiar o camundongo, mova-o para a área esterilizada de sondagem DOS.

Posicione-o de lado e fixe seu focinho a um cone nasal que fornece gás isoflurano a 2% para manter a anestesia. Agora, esterilize a sonda com etanol a 70%, mas não tente esterilizar a pele. Segure suavemente a sonda esterilizada contra a pele do flanco.

Não pressione demais, pois a vasculatura local não deve ser dispersa pela pressão da sonda. Enquanto segura a sonda, adquira dados de refletância ao longo da área quadrada de dois centímetros que será irradiada. Colete os dados em uma formação de cinco pontos, como em uma face de dado.

Mantenha esse padrão e pressão de sondagem consistentes em todas as medições subsequentes. Após realizar as medições, coloque o camundongo em uma gaiola de recuperação. Enquanto o camundongo se recupera, repita o procedimento no próximo camundongo.

Este procedimento é adaptado ao irradiador disponível. Ajuste conforme necessário para irradiar uma pequena seção da pele. Após anestesiar um camundongo, pinçe suavemente um pouco da pele em seu flanco e fixe a pele esticada com fita adesiva para formar uma aba.

Em seguida, posicione o camundongo sobre uma plataforma de Plexiglass e cubra seu corpo com uma guia de chumbo personalizada. Utilize uma caixa de chumbo acessível por dois lados e que possua uma janela para a pele ser irradiada. Em seguida, puxe a dobra da pele através da janela da guia e fixe-a à plataforma com fita adesiva.

Se o camundongo não estiver imobilizado pelo suporte, aplique uma injeção anestésica. Em seguida, coloque a platina com o suporte e o camundongo no irradiador. Calcule a dose de irradiação necessária.

Por exemplo, uma fonte de raios X com pico de tensão de 160 quilovolts posicionada a 11 centímetros de distância irradiaria adequadamente a pele operando em 6,3 miliampères por 2,5 minutos. Em seguida, aplique a dose calculada. Após a administração da dose ao animal, devolva-o a uma gaiola de recuperação.

Uma vez recuperado da anestesia, devolva o camundongo à sua gaiola normal de convivência compartilhada. Os camundongos foram irradiados e medidos conforme descrito. Antes da irradiação, um espectro de linha de base foi obtido com uma separação da fonte de 260 mícrons em um modelo de camundongo atímico de pele.

A linha verde grossa mostra um ajuste matemático da linha azul fina. Em comparação com medições feitas seis dias após uma irradiação de 40 gray, foram observadas diferenças na forma espectral entre 550 e 600 nanômetros, provavelmente devido a um aumento na hemoglobina oxigenada. Também foi observado um pequeno aumento na refletância absoluta, que pode estar correlacionado a um aumento na capacidade de espalhamento do tecido.

Os dados ajustados fornecem biomarcadores ópticos quantitativos que podem ser rastreados como uma função do tempo após a irradiação. Por exemplo, as medições de saturação de oxigênio tecidual aumentaram progressivamente após a irradiação. Esses dados quantitativos correlacionaram-se com um grau visual da toxicidade cutânea, que também aumentou progressivamente após a irradiação.

Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como empregar a espectroscopia óptica difusa para a pontuação quantitativa das toxicidades cutâneas causadas pela radiação. Uma vez dominada, esta técnica pode ser realizada em dois ou três minutos, se for executada corretamente. Ao tentar este procedimento, é importante pressionar suavemente a sonda de DOS para evitar a dispersão da vasculatura.

Essa técnica pode ser utilizada na área da radioterapia como um meio de associar parâmetros fisiológicos na descrição da resposta de tecidos normais à radiação.