Диффузный оптической спектроскопии для количественной оценки острой токсичности ионизирующей радиации, индуцированный кожи с помощью модели мыши

Общая цель данного метода диффузионной оптической спектроскопии заключается в разработке количественного биомаркера для описания острой лучевой эритемы. Этот метод может быть использован в области лучевой терапии в качестве прогностического биомаркера для выявления пациентов с риском развития тяжелой лучевой токсичности кожи. Таким образом, основным преимуществом данной методики является предоставление объективного и систематического показателя для количественной оценки лучевой токсичности кожи.

Я продемонстрирую метод диффузионной оптической спектроскопии, а Элина, исследователь из лаборатории Лу, будет работать с мышами. Включите электронику и дождитесь загрузки системы. Затем выключите в помещении весь флуоресцентный свет и расположите лампы накаливания на расстоянии от измерительного устройства, чтобы обеспечить достаточное рабочее освещение.

Затем настройте прибор для проведения измерений на коже мыши. Установите следующие параметры сигнала: время сбора данных — 25 мс, количество усреднений сигнала — 25, ширина фильтра boxcar — 1.

Эти параметры обеспечивают оптимальный баланс между временем сбора данных и соотношением сигнал/шум. Далее, используя специально запрограммированное программное обеспечение для сбора данных, автоматически проведите измерение фонового сигнала при выключенном светодиоде. Затем выполните измерение диффузного отражения при двух расстояниях между источником и детектором.

Сделайте первое измерение на глубине 260 мкм, а второе — на 520 мкм. Общее время регистрации данных должно составлять около двух секунд. После анестезии мыши перенесите ее в стерильную зону зондирования DOS.

Поместите животное на бок и зафиксируйте его морду в носовом конусе, подающем 2% газообразный изофлуран для поддержания анестезии. Стерилизуйте зонд 70% этанолом, но не пытайтесь стерилизовать кожу. Осторожно приложите стерилизованный зонд к коже в области бока.

Не нажимайте слишком сильно, так как давление зонда не должно вызвать дисперсию местных сосудов. Удерживая зонд, получите данные о коэффициенте отражения на участке облучения площадью два квадратных сантиметра. Соберите данные в пяти точках, аналогично расположению точек на игральной кости.

Соблюдайте постоянство этой схемы и давления при зондировании во всех последующих измерениях. После завершения измерений поместите мышь в клетку для восстановления. Пока мышь восстанавливается, повторите процедуру со следующей мышью.

Данная процедура адаптирована под имеющийся облучатель. При необходимости внесите коррективы для облучения небольшого участка кожи. После анестезии мыши аккуратно зажмите кожу на боку и закрепите растянутую кожу лентой, чтобы сформировать лоскут.

Затем поместите мышь на подложку из плексигласа и накройте ее тело специальным свинцовым зажимом. Используйте свинцовый бокс, имеющий доступ с двух сторон и окно для облучения кожи. Протяните кожный лоскут через окно зажима и закрепите его на подложке с помощью клейкой ленты.

Если мышь не зафиксирована в зажиме, введите ей анестетик. Затем поместите предметный столик с зажимом и мышью в иррадиатор. Рассчитайте необходимую дозу облучения.

Например, рентгеновский источник с пиковым напряжением 160 кВ, расположенный на расстоянии 11 см, обеспечит достаточное облучение кожи при силе тока 6,3 мА в течение 2,5 минут. Затем введите рассчитанную дозу. После введения дозы поместите животное в клетку для восстановления.

После выхода из наркоза верните мышь в обычную общую клетку для содержания. Мышей облучали и проводили измерения в соответствии с описанием. Перед облучением был снят базовый спектр с расстоянием между источником и объектом 260 мкм на модели кожи атимической мыши.

Толстая зеленая линия представляет собой математическую аппроксимацию тонкой синей линии. По сравнению с измерениями, проведенными через шесть дней после облучения дозой 40 gray, наблюдались различия в спектральной форме в диапазоне от 550 до 600 нанометров, что, вероятно, связано с увеличением содержания оксигенированного гемоглобина. Также наблюдается небольшой рост абсолютного коэффициента отражения, который может быть коррелирован с увеличением рассеивающей способности тканей.

Аппроксимированные данные позволяют получить количественные оптические биомаркеры, которые можно отслеживать в зависимости от времени после облучения. Например, показатели насыщения тканей кислородом постепенно увеличивались после облучения. Эти количественные данные коррелировали с визуальной степенью токсичности кожи, которая также прогрессивно возрастала после облучения.

После просмотра этого видео у вас должно появиться четкое понимание того, как использовать диффузионную оптическую спектроскопию для количественной оценки радиационной токсичности кожи. При должном исполнении освоение этой методики позволяет проводить процедуру за две или три минуты. При выполнении данной процедуры важно осторожно прижимать зонд DOS, чтобы избежать смещения сосудистой сети.

Данный метод может быть использован в области лучевой терапии в качестве способа связывания физиологических параметров при описании реакции нормальных тканей на облучение.