Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Implementação de precisão do teste de dose mínima de eritema (MED) para avaliar a variação individual na resposta inflamatória humana

Published: October 3, 2019 doi: 10.3791/59813

Summary

O teste mínimo da dose da eritema (MED) é usado para estabelecer programações da dosagem para a fototerapia da radiação ultravioleta. Pode avaliar a variação individual na resposta inflamatória, mas carece de metodologia para alcançar resultados reprodutíveis. Aqui, apresentamos uma implementação de precisão do MED e demonstramos sua capacidade de captar variação individual na resposta inflamatória.

Abstract

O teste mínimo da dose da eritema (MED) é usado freqüentemente em ajustes clínicos para determinar a quantidade a menor de irradiação ultravioleta (UV) necessária para produzir a Eritema (avermelhamento inflamatório) na superfície da pele. Neste contexto, o MED é considerado como um fator chave na determinação de doses iniciais para fototerapia UV para condições comuns da pele, como psoríase e eczema. Nas configurações de pesquisa, o teste MED também tem potencial para ser uma ferramenta poderosa para avaliar a variação dentro e entre pessoas nas respostas inflamatórias. Entretanto, o teste de MED não foi adotado extensamente para o uso em ajustes da pesquisa, provavelmente devido a uma falta de directrizes publicadas, que é uma barreira a obter resultados reprodutíveis deste ensaio. Além disso, os protocolos e equipamentos para o estabelecimento do MED variam muito, dificultando a comparação de resultados entre laboratórios. Aqui, nós descrevemos um método preciso e reprodutível para induzir e medir a eritema superficial usando protocolos e métodos recentemente projetados que podem facilmente ser adaptados a outros equipamento e ambientes do laboratório. O método descrito aqui inclui detalhes sobre os procedimentos que permitirão a extrapolação de uma programação de dosagem padronizada para outros equipamentos para que este protocolo possa ser adaptado a qualquer fonte de radiação UV.

Introduction

O teste de dose mínima de eritema (MED) é um procedimento aprovado pela FDA para avaliar a sensibilidade cutânea à radiação tipicamente na faixa de UVB, embora o MED possa ser determinado em outros comprimentos de onda no espectro UV e visível1. O eritema é definido como avermelhamento superficial na superfície da pele causada pelo ingurgitamento de capilares (estágios posteriores de eritema são mais comumente conhecidos como queimaduras solares). O teste MED tem sido amplamente utilizado na literatura dermatológica e nas configurações clínicas de fototerapia para identificar a quantidade mínima de radiação ultravioleta (UV) que produzirá a menor unidade de mudança mensurável na vermelhidão da pele. O teste MED pode ser realizado com uma lâmpada UV disponível comercialmente, equivalente ao que é usado na maioria das instalações de bronzeamento comercial.

O teste de MED envolve a dispersão contínua da radiação UV ou da luz do espectro visível na superfície da pele por um período de tempo predeterminado, com programações da dosagem dependendo primeiramente da pigmentação da pele e da intensidade e do tipo de radiação . Este procedimento é comumente usado em configurações clínicas para determinar horários de dosagem para pacientes que recebem radioterapia UV para condições de pele, como psoríase e eczema2,3. Os procedimentos básicos para determinar o MED em ajustes clínicos foram descritos em outra parte4, e podem ser usados para ajustar a dosagem total da radiação UV para cima ou para baixo, dependendo da variação individual na sensibilidade de pele.

A pigmentação cutânea é talvez a variável mais importante específica para a condução e mensuração dos resultados do procedimento MED6. Isto é porque a duração da exposição UV exigida para evocar a resposta mínima da eritema é determinada principalmente pela leveza ou pela escuridão da pele do participante, como definido pelo tipo da pele de Fitzpatrick do participante (FST). FST7 é um esquema numérico para classificar a cor da pele humana. A escala de Fitzpatrick é uma ferramenta reconhecida para pesquisa dermatológica na pigmentação da pele humana8,9, eclassifica a pele humana em uma das seis categorias do mais leve (FST I) à mais escura (FST vi).

As tipologias mais escuras de FST exigem uma duração UV mais longa, conseqüentemente a classificação exata de FST é importante. Há uma extensa literatura sobre métodos para avaliação acurada do FST, utilizando uma ampla variedade de abordagens, incluindo autorrelato, entrevista com dermatologista e avaliação baseada em instrumentação. As classificações de observador do FST mostraram-se correlacionadas com a cor da pele atual, mas não natural10, porém a FST pode ser determinada subjetivamente11 usando autorrelato via questionário12 e/ou avaliação objetiva via Espectrofotometria. A digitação de Fitzpatrick por espectrofotometria mostrou-se correlacionada estreitamente ao autorrelato participante em vários estudos10,13,14,15.

Apesar da utilidade e do uso generalizado do teste de MED em serviços clínicos, este procedimento não foi adotado extensamente em ajustes do laboratório para a medida da variação individual em resposta à estimulação pró-inflamatório. O objetivo da metodologia aqui delineada é fornecer técnicas e procedimentos passo a passo que aumentem a precisão e a reprodutibilidade do procedimento de teste MED, a fim de facilitar o trabalho futuro em configurações laboratoriais focadas em grãos finos quantificação da variabilidade intra-individual na resposta inflamatória. Nós fornecemos ainda resultados representativos que ilustram a capacidade deste protocolo padronizado para capturar com precisão a variação pessoa-a-pessoa na inflamação.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Todos os métodos descritos abaixo, incluindo o uso de voluntários humanos, foram revisados e aprovados pelo Conselho de revisão institucional local (IRB), e estão de acordo com a declaração de Helsínquia e o relatório Belmont. Todos os participantes (N = 72) assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido como proscrito pelo protocolo IRB. Os critérios de inclusão/exclusão e os procedimentos de descontinuação foram projetados para maximizar a segurança dos participantes, e qualquer desvio desses procedimentos deve ser considerado à luz de seu impacto no risco e tolerabilidade para os sujeitos humanos. No contexto do trabalho aqui apresentado, os critérios excludentes restringiram a participação a indivíduos sem antecedentes pessoais ou familiares de condições inflamatórias, ou quaisquer substâncias lícitas ou ilícitas. A justificação para tal é que estes factores podem influenciar as respostas ao procedimento de ensaio MED.

1. seleção participante

  1. Use os seguintes critérios de inclusão: 18-55 anos de idade; em boa saúde geral, conforme determinado pela Checklist de sintomas médicos (MSCL)5; pode compreender e comunicar-se sobre o protocolo de segurança do laboratório apresentado em inglês; pode fornecer consentimento por escrito.
  2. Use os seguintes critérios de exclusão: tipo de pele de Fitzpatrick I, conforme determinado pelo autorrelato; utiliza regularmente equipamentos de bronzeamento comercial; feridas cutâneas ou lesões no local de exposição planejado; câncer de pele atual, ou história pessoal de câncer de pele; história familiar de câncer de pele; diabetes Psoríase ou outra condição inflamatória da pele; doença vascular periférica, doença arterial periférica, doença de Raynaud, ou qualquer outro distúrbio circulatório diagnosticado; quaisquer distúrbios motores involuntários; alérgica a fita adesiva; Toma esteróides inalatórios para a asma (por exemplo, fluticasona); toma qualquer corticosteroide; 2 ou mais dos seguintes (hipertensão diagnosticada, hiperlipidemia, colesterol elevado, cigarros de fumo, antecedentes familiares de doença coronariana ou aterosclerótica (pais/irmãos antes da idade 55)); dependência da substância ativa-legal ou ilícita; pessoas com dependência de substâncias novas para recuperação (menos de um ano); uso de medicamentos que afetam a função do SNC, incluindo psicotrópicos, medicação de opiáceos ou corticosteroides, durante os últimos 3 meses; medicamentos psicotrópicos prescritos, atualmente ou durante os últimos 3 meses (estes incluem medicamentos para ansiedade, depressão, ou outros problemas psicológicos).

2. agendamento e preparação para o MED

  1. Programe os participantes para dois compromissos: o primeiro, o evento de exposição MED (aproximadamente 45 min), e o segundo, um acompanhamento para reunir leituras de espectrofotometria (aproximadamente 10 min). Programe o compromisso de acompanhamento para 24 h após o primeiro compromisso.
  2. Antes que os participantes cheguem, disponha e configure equipamentos essenciais, incluindo dois punhos de teste de dose e equipamentos de segurança. Tenha uma variedade de roupa UV-protetora (tal como as luvas UV-protetoras dos esportes, luva UV-protectora, esfrega médica de manga longa, folhas UV-protetoras e fita para afixar as folhas) para o participante e o investigador para cobrir toda a pele expor ao UV Radiação.
  3. Calibre o Espectrofotômetro de acordo com as especificações do fabricante. Faça isso para cada assunto e cada sessão.

3. determinando o tipo de pele de Fitzpatrick (FST)

  1. Quando o participante chega para o evento de exposição MED (visita 1), identifique o FST através de autorrelato ou espectrofotometria. Para maximizar a segurança dos participantes, não conduza o teste MED em indivíduos categorizados como FST 1. Para todos os outros tipos de pele Fitzpatrick (2 — 6), use a pontuação FST para determinar qual cronograma de exposição deve ser usado.

4. punho 1 aplicação

  1. Explique ao participante como o teste MED funciona e solicite perguntas antes de prosseguir.
  2. Geralmente, realize o procedimento MED no interior do antebraço não dominante.
  3. Coloque o manguito 1 (com todas as coberturas de abertura removidas) evitando sardas, moles, cicatrizes, pêlos (na medida do possível), e quaisquer cortes, hematomas ou lesões na pele. Retire apenas o suporte de papel de cera protetora das porções laterais (não centrais) do manguito 1. É importante que o suporte de papel de cera da porção central do manguito 1 não seja removido, pois o adesivo tem um forte potencial para irritar a pele quando descascado após as leituras da linha de base, causando vermelhidão da pele proximal às aberturas.
  4. Depois de situar o manguito 1 no local de exposição pretendido, coloque pontos de referência usando um marcador permanente para garantir que o Cuff 2 estará situado precisamente no mesmo local. Marque a pele em quatro pontos fora dos vincos de cada um dos retalhos laterais do manguito 1, o canto superior direito, superior esquerdo, inferior direito e inferior esquerda pontos.
    1. Faça essas marcas escuras o suficiente para sobreviver aproximadamente 24 h, como eles também serão usados para colocar Cuff 3 em precisamente o mesmo local na nomeação de acompanhamento 24 h mais tarde.

5. leitura de linha de base: Cuff 1 aplicação

  1. Usando um espectrofotômetro que tenha sido calibrado de acordo com as especificações do fabricante, obtenha e registre permanentemente as leituras em cada uma das seis aberturas abertas em sequência.
  2. Certifique-se de que o espectrofotômetro é colocado no centro das aberturas do manguito, evitando moles, cicatrizes ou outras manchas na medida do possível.
  3. Registre permanentemente todos os valores de "SCI" (L, A, B). Para garantir leituras consistentes com o mesmo ponto de calibração, mantenha o espectrofotômetro no on durante a duração do procedimento MED e não desligue até que as leituras pós-exposição tenham sido concluídas.
  4. Após a gravação das medições da espectrofotometria basal, retire o manguito 1. Para minimizar o desconforto participante, aplique solvente adesivo médico ao perímetro do manguito 1 como ele é descascado, o que impedirá a remoção dolorosa do cabelo no braço.

6. leitura da pre-exposição: aplicação do punho 2

  1. Após a remoção do manguito 1, situar o manguito 2 no mesmo local usando os pontos de referência desenhados na pele para o manguito 1. O revestimento protetor adesivo cheio pode ser exposto e aplicado para assegurar-se de que o punho 2 esteja selado suficientemente para impedir a exposição transversal entre aberturas devido à adesão insuficiente à pele.
  2. Tenha tanto o participante e o pesquisador Don roupas de proteção UV e acessórios de segurança. No mínimo, o participante, o técnico que administra o procedimento e quaisquer outras partes na sala deve Don óculos de proteção UV. Os técnicos devem usar mangas compridas ou usar uma luva de proteção UV.
  3. Antes de ativar a lâmpada, peça ao técnico que ajude o participante a cobrir toda a pele exposta, incluindo o braço acima do adesivo, o braço e o pulso abaixo do adesivo, a mão e partes da frente ou de trás do braço que podem ser expostos nos lados do remendo (UV- as folhas e a fita protetoras para afixar as folhas podem ser úteis para este). Adicionalmente, alguns participantes vestindo camisas com decotes abertos podem querer drapejar o pano UV-protetor sobre seus garganta e caixa se estas áreas estarão próximas à fonte UV.
  4. Espalhe um pano protetor UV o braço do participante (para reduzir a reflectância da superfície da mesa).

7. procedimento MED: pré-exposição

Nota: Os raios da lâmpada devem ser perpendiculares ao local de exposição. Em geral, o movimento físico da lâmpada é menos possível do que o movimento ou arranjo do ângulo do braço dos participantes.

  1. Antes de ativar a lâmpada, organize o braço do participante de tal forma que os raios UV da lâmpada sejam perpendiculares ao ângulo do manguito 2 no braço do participante.
  2. Identifique a distância adequada entre a lâmpada e o manguito 2 no braço do participante. Coloque o sensor do radiômetro voltado para a lâmpada UV paralela à superfície da pele e o mais próximo possível da localização do manguito 2.
  3. Cubra o braço dos participantes com um pano à prova de UV para evitar a exposição, e ative brevemente a lâmpada para ajustar a distância até o manguito 2 até que o sensor do radiômetro Leia 270 μW/cm2.
    1. Para conseguir esta leitura, ajuste a distância entre a lâmpada e a superfície da pele até que o radiômetro Leia 270 μW/cm2 (± 10 μW). Uma vez determinada a distância correta, desative a lâmpada.
      Nota: É importante notar aqui que pequenas diferenças no ângulo do radiômetro afetarão grandemente a leitura. Assim, o ângulo do radiômetro deve ser o mais próximo da paralela à superfície da pele possível.
  4. Faça mais ajustes na distância durante todo a sessão da exposição para impedir a tração na posição do braço. Em cada leitura, confirme a distância e reajustar conforme necessário para manter as leituras do radiômetro em aproximadamente 270 μW/cm2 (± 10 μW).

8. procedimento MED: exposição

  1. Use um cronômetro para implementar a programação MED. Retire a primeira abertura cobrindo antes de ativar a fonte de UV. Ative a fonte e o cronômetro simultaneamente e retire cada abertura cobrindo no Cuff 2 de acordo com o cronograma especificado abaixo, com base em FST.
  2. No ponto de remoção para cada cobertura de abertura, registre a leitura do radiômetro quando o radiômetro é mantido paralelo à superfície da pele e apontado para a lâmpada. Se a distância mudou, ajuste a distância à lâmpada para assegurar-se de que o radiômetro Leia mais uma vez 270 (± 10) μW/cm2.
  3. Fazer com que o técnico monitore o braço do participante para garantir um posicionamento consistente. Em particular, reajustar o braço se o braço gira, como muitos participantes irá girar o braço como eles relaxam. Após qualquer ajuste, reconfirme que o radiômetro lê 270 μW/cm2 (± 10 μW).
  4. Desligue a lâmpada no momento exato especificado pelo cronograma de dosagem na tabela 1. Não desative o cronômetro, pois uma série adicional de leituras de espectrofotômetro deve ser recolhida exatamente 7 minutos após a desativação da lâmpada, conforme descrito abaixo.

9. leitura do borne-exposição de 7 minutos

  1. Exatamente 7 minutos após a desativação da lâmpada, registre as leituras finais do Espectrofotômetro de cada abertura no manguito 2. O objetivo na coleta de dados imediatamente após o procedimento de exposição é primeiro confirmar nenhuma reação adversa à radiação UV, e segundo para avaliar as respostas iniciais, que em alguns casos pode ser ligeira, mas mensuravelmente diferente da linha de base ( valores de pré-exposição). Qualquer aumento na vermelhidão após 7 minutos é susceptível de ser um efeito térmico e não eritema.
    Nota: Uma reação adversa à exposição da radiação UV após 7 minutos é relacionada provavelmente à dose urticarial mínima do Urticaria solar, uma desordem adquirida da fotossensibilidade. Os distúrbios de fotossensibilidade são avaliados antes do procedimento MED e os indivíduos com esses transtornos devem ser descartados. No entanto, se isso for observado em qualquer ponto durante o teste, o protocolo de exposição deve ser interrompido imediatamente.
  2. Após a exposição à radiação UV, Cuff 2 pode ser particularmente difícil de remover. Use solvente adesivo de grau médico, se necessário, para minimizar o desconforto para os participantes durante a remoção do manguito 2. Os participantes com particularmente peludo ou pele de outra forma sensível podem achar útil para aplicar o azeite ou removedor de adesivo à base de álcool a borda do manguito 2, como eles removem o patch lentamente. Após o Cuff 2 é removido os participantes podem ter adesivo residual em sua pele, que também pode ser removido com óleo de oliva ou solvente adesivo médico.
  3. Antes da partida da sessão de exposição, lembre aos participantes que não lavem os pontos de referência e não apliquem qualquer loções ao local de exposição.

10. nomeação da continuação: aplicação do punho 3

  1. Antes que o participante chegue, calibre o Espectrofotômetro de acordo com as especificações do fabricante.
  2. Prepare o manguito 3 removendo todas as coberturas de abertura (deixando o papel de cera branco na parte central do remendo). Ao colocar o manguito 3 no braço do participante, retire o suporte de papel de cera branca das duas abas laterais do adesivo. Usando os pontos de referência no antebraço do participante, coloque o manguito 3 no mesmo local que os dois patches anteriores.
  3. Faça uma leitura em cada uma das seis aberturas abertas em sequência. Adicionalmente, inspecione visualmente cada abertura e recorde se parece haver uma evidência visual de uma resposta da eritema em cada um das seis aberturas (a pele vermelha ou cor-de-rosa indica a eritema). Depois de gravar permanentemente as leituras do espectrofotômetro, remova o manguito 3, usando solvente, se necessário.
  4. Para melhorar ainda mais o conforto e a segurança dos participantes, forneça 4-6 gel de queimadura de uso único ou Aloe Vera, e indique ao participante que, se o local de exposição ficar com coceira ou desconforto, pode ser tratado como uma queimadura solar com estes ou similares sobre os produtos de balcão.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

O cronograma de cronometragem apresentado na tabela 1 é um novo cronograma de dosagem que foi calculado para capturar o MED, em média, no ponto médio do evento de exposição (ou seja, abertura 3 ou 4) para cada FST. A base para o cronograma calculado é a seguinte.

O trabalho prévio estabeleceu que para indivíduos com FST 2, o MED mediano para a radiação na escala de UVB é 66,9 miliwatts (mW) por o cm2, 77,429 mW/cm2 para fst 3 e 85,0 para o FST 416. uma suposição de uma energia constante de UVB de 270 μW/cm2, nós extrapolamos esta constante no domínio temporal para determinar o número de segundos exigidos para capturar o MED no mid-point de uma programação de dosagem dada para cada FST baseado nestes mediana Valores. Nós incorporamos ainda uma programação em expansão, de tal forma que cada abertura (2 a 6) recebe 25% mais energia do que a anterior, semelhante, em princípio, à expansão da série de proporções que são tipicamente usadas no teste MED. Embora não existam intervalos de referência para o MED dentro do FST 5 e 6, calculamos os cronogramas para esses tipos de pele extrapolando as diferenças entre os intervalos de referência de 2 a 4 para determinar a constante para multiplicação da série temporal em expansão para um estimativa teoricamente correta da energia necessária para atingir o MED nesses indivíduos, se existir. Deve-se notar também que o trabalho prévio tem ilustrado que diferenças estatisticamente significantes no MED só podem surgir quando se comparam o FST I ao FST IV20. Consequentemente, no contexto dos métodos aqui descritos, não se espera necessariamente que surjam diferenças estatisticamente significantes entre as categorias de FST contíguas.

A Figura 1 descreve os dados completos de um único sujeito representativo, discriminados por período de avaliação (pré-exposição, 7 minutos após a exposição e 24 h de acompanhamento). A Figura 2 fornece os dados completos para todos os sujeitos deste estudo, a fim de fornecer uma visão abrangente dos padrões e variações individuais que são susceptíveis de serem encontrados. A Figura 3 fornece estatísticas resumidas que representam os resultados agregados para todos os assuntos, para ilustrar os padrões gerais de variabilidade dentro de cada abertura. Os dados brutos deste procedimento poderiam ser correlacionados com outras variáveis de interesse científico, dependendo do contexto e da natureza das aplicações de pesquisa empregando testes de precisão MED conforme descrito aqui.

Programação MED para cada tipo de pele de Fitzpatrick (FST)
FST 2 O FST 3 O FST 4
Remover o patch 2 1:22 1:38 1:55
Remover o patch 3 3:05 3:42 4:19
Remover o patch 4 5:13 6:16 7:19
Remover o patch 5 7:54 9:29 11:03
Remover o patch 6 11:14 13:29 15:44
Desligamento da lâmpada 15:25 18:31 21:36
7m pós-exposição 22:25 25:31 28:36

Tabela 1: cronograma de dosagem calculado de acordo com a FST. As unidades representam a duração da exposição em min: s).

Figure 1
Figura 1: resultados representativos para um assunto. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: resultados agregados para 72 indivíduos ilustrando a * alteração da linha de base para o acompanhamento. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: resultados da plotagem de caixa Resumindo a variabilidade para 72 indivíduos ilustrando a * alteração da linha de base para o acompanhamento. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

A implementação de precisão do teste MED, conforme descrito aqui, poderia oferecer várias vantagens sobre outros desafios inflamatórios baseados em laboratório existentes que alcançaram o uso popular. Por exemplo, os protocolos da bolha de sucção17,18,19 levantam uma bolha líquido-enchida na pele que é aspirada subseqüentemente com uma seringa para ganhar o acesso direto ao microambiente do citocinas. Embora a formação de bolhas de pele é uma ferramenta bem conhecida para estudar a Imunologia da pele e inflamação20, e pode ser particularmente eficaz para a obtenção de acesso a populações raras de células e proteínas21, tais procedimentos exigem pessoal especializado e são muitas vezes proibitivamente invasivos e desconfortáveis para uso geral em assuntos de pesquisa, apresentando assim desafios éticos e práticos. Ao longo destas mesmas linhas, os procedimentos inflamatórios superficiais do desafio tais como a vasodilatação creme-induzida do capsaicina são eficazes em estimular a inflamação Cutaneous, mas a quantificação da resposta inflamatório localizada (alargamento) confia no manual rastreamento e classificação humana que pode ser sujeita a erro, reduzindo assim a confiabilidade deste procedimento em laboratório.

Em configurações de fototerapia, a finalidade de determinar o MED antes da fototerapia UVB é calcular a dose inicial individual para um protocolo de radiação UV. No caso dos métodos aqui descritos, não buscamos identificar o MED para esse fim, mas, em vez disso, fornecemos um método replicável para avaliar a variação intraindividual nas respostas à radiação UV. Em um sentido similar, deve-se igualmente notar que os resultados deste procedimento não podem ser usados no cálculo do limiar de eritema o sol, que em vez disso exigiria um simulador solar e não uma lâmpada UV. Ao longo dessas mesmas linhas, é importante avaliar o estado anterior de bronzeamento e exposição ao sol no local do teste. Neste estudo, excluímos os sujeitos que relataram uso consistente de equipamentos de bronzeamento comercial. Esses fatores, se não contabilizados, podem interferir na determinação exata dos fototipos de pele.

Utilizou-se um espectrofotômetro portátil para definir objetivamente a cor basal da pele antes da exposição, e medir a variação na cor da pele induzida pela radiação UV. Os espectrofotômetros são dispositivos leves e portáteis que medem matiz ou vermelho versus verde (a * escala), leveza ou preto versus branco (escala L *) e saturação ou amarelo versus azul (escala b *). O trabalho anterior demonstrou que os aumentos em b * e as diminuições em componentes da escala de L * melhor indicam o escurecimento da pele causado pela exposição cumulativa UV22, visto que o a * escala mede a eritema ou a vermelhidão da pele (isto é, queimadura). Embora o MED seja, por definição, um aumento na eritema visível, o uso de espectrofotometria fornece uma métrica quantitativa adicional que complementa a inspeção visual do local de exposição. O uso de espectrofotometria para medir o eritema simultaneamente reduz o risco aos sujeitos e aumenta a precisão na mensuração da eritema. Isto é porque o espectrofotômetro pode medir mudanças na vermelhidão da pele com precisão consideravelmente maior do que a observação visual sozinho. Usando a instrumentação tal como a espectrofotometria para medir respostas superficiais à radiação UV tem assim o benefício adicionado de reduzir a quantidade de radiação UV exigida para produzir uma mudança perceptível. As classificações observacionais para medir o eritema (tipicamente feito com uma escala de classificação visual do tipo Likert)23 são altamente subjetivas e limitam a utilidade do teste med. Consistente com o trabalho prévio que estabeleceu procedimentos MED para os ajustes clínicos4, nós relatamos o a * métrico indicado diretamente do espectrofotômetro, que é uma medida do redness. O uso de espectrofotometria (especificamente o fator a *) para a mensuração da eritema cutâneo tem um precedente substancial na literatura científica4,14,24,25, e é considerado mais exata do que a avaliação visual sozinho.

Também é necessário usar um radiômetro capaz de medir microwatts por cm2 na faixa UVB. A fim de monitorar a intensidade da radiação UV, e para garantir que a dosagem é mantida consistente entre os indivíduos, um radiômetro em tempo real deve ser colocado imediatamente adjacente ao local da exposição da pele do indivíduo em todos os momentos. Entre outros benefícios da utilização do radiômetro (por exemplo, no monitoramento da fadiga do bulbo ao longo do tempo), a radiometria assegura que a distância entre o bulbo e a pele produza um resultado consistente entre os sujeitos. Isto também proporciona um grau extra de segurança para os indivíduos, assegurando que a fonte nunca é colocada muito perto da pele, o que também aumentaria a radiação UV projetada sobre a pele. O experimentador deve gravar a intensidade de UV em tempo real, ou no mínimo cada vez que uma abertura que cobre no remendo da dose-teste (punho) é removida, para confirmar a consistência da dispersão através do evento inteiro da exposição. Ao garantir que a intensidade permanece constante, aumenta ainda mais a segurança, impedindo uma dose de UV que é maior do que o que é descrito nos horários de dosagem fornecidos aqui.

A avaliação da inflamação relacionada à eritema e sua utilidade para o estudo de outros tipos de inflamação continua a ser um tópico para estudo futuro. Especificamente, o trabalho futuro deve examinar a relação entre as respostas epiteliais indexadas pelos procedimentos de teste MED descritos aqui e os processos biológicos que os produzem, a fim de estabelecer a base conceitual e teórica necessária para análise destes links. Como tal, é altamente recomendável cautela no uso do teste MED como um marcador geral de inflamação sistêmica, e incentivar o trabalho adicional usando este método para sonda fatores que regulam as respostas celulares à radiação UV.

O teste MED não é sem riscos. Há um risco para estudar os participantes que o local de exposição pode tornar-se coceira ou desconfortável no próximo 24-48 h. os participantes podem experimentar a sensação de calor no local, e é possível que a pele pode descascar ou tornar-se dolorido, como no caso de uma queimadura solar. Várias etapas podem ser tomadas para minimizar a possibilidade deste resultado. Primeiro, antes de realizar o procedimento MED, a digitação de FST deve ser conduzida para determinar o período de tempo que o participante será exposto à radiação UV. Nos casos em que o tipo de pele de Fitzpatrick dos sujeitos não é claro ou não pode ser determinado, recomendamos não realizar testes MED. Nos casos em que há discordância entre a FST autorreferida ou o FST determinado pelo observador, o padrão é o FST mais baixo, o que implicará uma menor dose de radiação UV. Além disso, nos casos em que os assuntos FST é I (pele mais leve possível), recomendamos contra a realização do procedimento, porque neste caso os assuntos podem abordar o MED dentro 6-8 min, o que significa que a sobredosagem pode tornar-se um pouco mais provável. O teste MED não deve ser conduzido se as leituras do radiômetro não estiverem disponíveis (por exemplo, devido à falha do equipamento). Antes de sair do laboratório após o procedimento de exposição UV, os participantes devem ser dada a opção de levar para casa over-os remédios contra, tais como pacotes de Aloe, e deve ser dito para monitorar o local de exposição de perto para o próximo 48 h. os participantes devem ser informados de que, se qualquer desconforto ocorre, eles podem aplicar o Aloe como necessário, ou comprar seus próprios remédios over-the-counter. Esses riscos também se vinculam a certas considerações éticas que devem ser avaliadas antes da realização dos testes de MED. Por exemplo, os riscos associados à sobredosagem e outras consequências não intencionais devem ser claramente explicados no documento de consentimento informado. Da mesma forma, deve-se afirmar claramente que, enquanto o teste MED está em uso generalizado, as conseqüências a longo prazo, o que quer que sejam, são incompletamente compreendidas.

Os resultados representativos aqui apresentados devem ser considerados à luz das limitações do estudo. Em primeiro lugar, visamos apenas demonstrar o potencial de teste de precisão MED para captar a variabilidade entre os sujeitos neste estudo, e o trabalho futuro será necessário para examinar a confiabilidade teste-reteste deste procedimento. Em segundo lugar, reunimos dados de FST 2 a 5, e não apresentamos dados aqui no FST 6 (pele mais escura), como o trabalho prévio mostrou que indivíduos com pele muito escura tipicamente não mostram evidências de eritema em resposta à radiação UV. Futuros trabalhos serão necessários para aplicar e avaliar criticamente os resultados do nosso cronograma de dosagem calculada para o FST 6. Indivíduos com pele mais leve (FST I e II) também podem se beneficiar de um período de acompanhamento mais longo, já que indivíduos com pele mais leve podem mostrar evidências do MED após 48 h. em terceiro lugar, relatamos dados extraídos da área do antebraço não dominante, que é uma prática e Localização menos invasiva para avaliação dos tipos de respostas inflamatórias de interesse científico neste estudo. No entanto, isso contrasta com muitos outros estudos que avaliam as respostas da MED em regiões do corpo que estão menos expostas à luz natural, como as costas e nádegas. A escolha do antebraço como o principal local de gravação de espectrofotometria foi principalmente por razões de conveniência, pois a coleta de dados de regiões pessoais sensíveis como esta pode causar desconforto indevido ou constrangimento aos sujeitos. No entanto, as áreas que são tipicamente protegidas por roupas podem ser uma opção melhor para a medição do eritema livre da influência da exposição solar prévia, e o trabalho futuro poderia considerar essa questão por avaliar comparativamente os resultados deste procedimento em diferentes locais físicos no corpo. Deve-se também notar que os procedimentos aqui descritos não se destinam a estabelecer o MED para as configurações de fototerapia, nem devem estes procedimentos ser utilizados para investigações fotobiológicas, tais como fator de proteção solar (SPF) determinação para o comercial Protetor solar. Além disso, apesar de sermos capazes de alcançar tolerâncias estreitas na dosagem de radiação de ± 10 μW por cm2, o trabalho futuro deve avaliar a utilidade de estabilizar o arranjo físico do RADIÔMETRO UV, que em nossa abordagem é realizada manualmente. Embora não necessariamente uma limitação, nós selecionamos 7 minutos após a exposição como um ponto de continuação semiarbitrário, para avaliar se alguma mudança imediata ocorreu-embora estas mudanças não sejam relacionadas à eritema, e possa preferivelmente relacionar-se ao aquecimento localizado ou outras respostas não relacionadas. Outra limitação potencial é o custo da instrumentação, particularmente o Espectrofotômetro. Por fim, nota-se que o grande número de critérios excludentes pode limitar a generalização.

As aplicações potenciais do teste MED da precisão estendem a todo o ajuste da pesquisa em que a quantificação da resposta inflamatório sistemática nos seres humanos é exigida. Em particular, este método pode ser especialmente relevante para o campo da psiconeuroimunologia, que examina a interface entre os fatores psicológicos, neurobiológicos e de estilo de vida (stress, dieta, estado hormonal, ansiedade e depressão) que se relacionam com respostas imunes, incluindo inflamação sistêmica. O trabalho futuro poderia igualmente examinar a utilidade de ajustar determinadas configurações físicas dos procedimentos de teste MED descritos aqui. Por exemplo, o ajuste da distância da superfície da pele para a fonte de radiação UV poderia ser feito manualmente (como foi o caso aqui) ou, alternativamente, leituras em tempo real do radiômetro poderia ser usado para ajustar o tempo de exposição. A influência da duração da continuação também poderia ser avaliada, para examinar sistematicamente as diferenças individuais no tempo para atingir o pico de MED, e os períodos de acompanhamento mais longos poderiam ser acrescentados, a fim de avaliar a variação intra-individual no tempo de recuperação. Também deve ser notado que os métodos descritos aqui existem dentro de um contexto mais amplo de padrões mundiais para métodos de teste de proteção solar, cosméticos e teste de fator de proteção solar (SPF) (por exemplo, ISO 24444). Os métodos aqui apresentados não se destinam a ser utilizados nestes contextos, nem devem ser aplicados para a determinação de MED em configurações de fototerapia ou classificações de SPF, conforme descrito pela administração de alimentos e drogas dos Estados Unidos (FDA). As normas para testes SPF baseiam-se no MED individual e não são apropriadas para avaliações intraindividuais, conforme descrito aqui. Finalmente, o trabalho futuro também deve levar em consideração a duração do período de acompanhamento. No presente estudo, a maioria dos indivíduos foi avaliada em ou perto de 24 h pós-exposição, com algumas raras exceções devido à variação nos horários e disponibilidade do sujeito (nunca excedendo 48 h pós-exposição). A influência da duração da continuação também poderia ser avaliada, para examinar sistematicamente as diferenças individuais no tempo para atingir o pico de MED, e os períodos de acompanhamento mais longos poderiam ser acrescentados, a fim de avaliar a variação intra-individual no tempo de recuperação.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Os autores deste estudo não declaram conflitos de interesse, financeiros ou de outra forma.

Acknowledgments

Este trabalho foi apoiado por uma subvenção do 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)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Magnus, I. A. Dermatological Photobiology: Clinical and Experimental Aspects. Blackwell Scientific Publications. , J. B. Lippincott. (1976).
  2. Grundmann-Kollmann, M., et al. Phototherapy for atopic eczema with narrow-band UVB. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (6), Pt 1 995-997 (1999).
  3. Honigsmann, H. Phototherapy for psoriasis. Clinical and Experimental Dermatology. 26 (4), 343-350 (2001).
  4. Heckman, C. J., et al. Minimal Erythema Dose (MED) testing. Journal of Visualized Experiments. (75), e50175 (2013).
  5. Kroenke, K., et al. Physical symptoms in primary care. Predictors of psychiatric disorders and functional impairment. Archives of Family Medicine. 3 (9), 774-779 (1994).
  6. Coelho, S. G., et al. Non-invasive diffuse reflectance measurements of cutaneous melanin content can predict human sensitivity to ultraviolet radiation. Experimental Dermatology. 22 (4), 266-271 (2013).
  7. Fitzpatrick, T. B. The validity and practicality of sun-reactive skin types I through VI. Archives of Dermatology. 124 (6), 869-871 (1988).
  8. Matts, P. J., Dykes, P. J., Marks, R. The distribution of melanin in skin determined in vivo. British Journal of Dermatology. 156 (4), 620-628 (2007).
  9. Eilers, S., et al. Accuracy of self-report in assessing Fitzpatrick skin phototypes I through VI. JAMA Dermatology. 149 (11), 1289-1294 (2013).
  10. Daniel, L. C., Heckman, C. J., Kloss, J. D., Manne, S. L. Comparing alternative methods of measuring skin color and damage. Cancer Causes, Control. 20 (3), 313-321 (2009).
  11. Ravnbak, M. H., Philipsen, P. A., Wulf, H. C. The minimal melanogenesis dose/minimal erythema dose ratio declines with increasing skin pigmentation using solar simulator and narrowband ultraviolet B exposure. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 26 (3), 133-137 (2010).
  12. Miller, S. A., et al. Evidence for a new paradigm for ultraviolet exposure: a universal schedule that is skin phototype independent. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 28 (4), 187-195 (2012).
  13. Pershing, L. K., et al. Reflectance spectrophotometer: The dermatologists' sphygmomanometer for skin phototyping. Journal of Investigative Dermatology. 128 (7), 1633-1640 (2008).
  14. Kollias, N., Baqer, A., Sadiq, I. Minimum Erythema Dose Determination in Individuals of Skin Type-V and Type-Vi with Diffuse-Reflectance Spectroscopy. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 10 (6), 249-254 (1994).
  15. Treesirichod, A., Chansakulporn, S., Wattanapan, P. Correlation Between Skin Color Evaluation by Skin Color Scale Chart and Narrowband Reflectance Spectrophotometer. Indian Journal of Dermatology. 59 (4), 339-342 (2014).
  16. Gambichler, T., et al. Reference limits for erythema-effective UV doses. Photochemistry and Photobiology. 82 (4), 1097-1102 (2006).
  17. Kool, J., et al. Suction blister fluid as potential body fluid for biomarker proteins. Proteomics. 7 (20), 3638-3650 (2007).
  18. Clark, K. E., Lopez, H., Abdi, B. A., et al. Multiplex cytokine analysis of dermal interstitial blister fluid defines local disease mechanisms in systemic sclerosis. Arthritis Research & Therapy. 17, 73 (2015).
  19. Rosenkranz, M. A., et al. A comparison of mindfulness-based stress reduction and an active control in modulation of neurogenic inflammation. Brain Behavior and Immunity. 27 (1), 174-184 (2013).
  20. Smith, T. J., Wilson, M. A., Young, A. J., Montain, S. J. A suction blister model reliably assesses skin barrier restoration and immune response. Journal of Immunological Methods. 417, 124-130 (2015).
  21. Holm, L. L., et al. A Suction Blister Protocol to Study Human T-cell Recall Responses In Vivo. Journal of Visualized Experiments. (138), 57554 (2018).
  22. Seitz, J. C., Whitmore, C. G. Measurement of erythema and tanning responses in human skin using a tri-stimulus colorimeter. Dermatologica. 177 (2), 70-75 (1988).
  23. Henriksen, M., Na, R., Agren, M. S., Wulf, H. C. Minimal erythema dose after multiple UV exposures depends on pre-exposure skin pigmentation. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 20 (4), 163-169 (2004).
  24. Stamatas, G. N., Zmudzka, B. Z., Kollias, N., Beer, J. Z. In vivo measurement of skin erythema and pigmentation: new means of implementation of diffuse reflectance spectroscopy with a commercial instrument. British Journal of Dermatology. 159 (3), 683-690 (2008).
  25. Latreille, J., et al. Influence of skin colour on the detection of cutaneous erythema and tanning phenomena using reflectance spectrophotometry. Skin Research and Technology. 13 (3), 236-241 (2007).

Tags

Medicina edição 152 inflamação ultravioleta eritema espectrofotometria MED Psychoneuroimmunology
Implementação de precisão do teste de dose mínima de eritema (MED) para avaliar a variação individual na resposta inflamatória humana
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter