27 Mayıs 2016
Radyasyona cilt yanıtının kantitatif optik biyobelirteçlerini sağlayan yaygın bir optik spektroskopik (DOS) yaklaşım sunuyoruz. DOS enstrümantasyon tasarımını, optik parametre ekstraksiyon algoritmalarını ve radyasyona bağlı eritemin klinik öncesi fare modelinden temsili veriler elde etmek için gereken hayvan işleme prosedürlerini açıklıyoruz.
Bu diffüz optik spektroskopi tekniğinin genel amacı, akut radyasyona bağlı eritemi tanımlamak için kantitatif bir biyobelirteç geliştirmektir. Bu yöntem, radyoterapi alanında, şiddetli radyasyon deri toksisitesi riski taşıyan hastaları belirlemek için öngörücü bir biyobelirteç olarak kullanılabilir. Dolayısıyla, bu tekniğin temel avantajı, radyasyon deri toksisitelerini nicelendirmek için objektif ve sistematik bir metrik sunmasıdır.
Difüz optik spektroskopi tekniğini göstereceğim ve Loo Lab araştırmacısı Elina farelerle ilgilenecek. Elektronik cihazları açın ve sistemin önyükleme yapmasını bekleyin. Ardından odadaki tüm floresan ışıkları kapatın ve çalışma aydınlatması sağlamak için akkor lambaları ölçüm cihazından belli bir mesafeye yerleştirin.
Ardından, cihazı fare derisinden ölçüm alacak şekilde ayarlayın. Sinyal parametrelerini şu şekilde belirleyin: Toplama süresini 25 milisaniye, sinyal ortalamalarını 25 ve boxcar filtre genişliğini bir olarak ayarlayın.
Bu parametreler, kazanım süresi ile sinyal-gürültü oranı arasında makul bir denge sunar. Ardından, özel olarak programlanmış kazanım yazılımını kullanarak, LED kapalıyken otomatik olarak bir arka plan okuması gerçekleştirin. Sonra, iki farklı kaynak dedektör ayrılma mesafesinde difüz yansıma okuması yapın.
Birinci ölçümü 260 mikronda, ikinciyi ise 520 mikronda yapın. Toplam görüntüleme süresi yaklaşık iki saniye olmalıdır. Fareyi anesteziye aldıktan sonra sterilize edilmiş DOS problama alanına taşıyın.
Hayvanı yan tarafına yatırın ve anestezinin devam etmesi için %2 isoflurane gazı veren bir burun konisine burnunu sabitleyin. Ardından probu %70 etanol ile sterilize edin, ancak cildi sterilize etmeye çalışmayın. Sterilize edilmiş probu yan karın derisine hafifçe tutun.
Probun basıncıyla yerel vaskülatür dağıtılmamalıdır, bu nedenle çok sert bastırmayın. Probu tutarken, ışınlanacak iki santimetrekarelik alan üzerinden yansıma verilerini edinin. Verileri bir zar üzerindekine benzer şekilde, beş noktalı bir formasyonda toplayın.
Bu paterni ve prob basıncını sonraki tüm ölçümlerde tutarlı tutun. Ölçümleri yaptıktan sonra fareyi bir iyileşme kafesine yerleştirin. Fare iyileşirken, prosedürü bir sonraki fare üzerinde tekrarlayın.
Bu prosedür, mevcut ışınlayıcıya göre uyarlanmıştır. Derinin küçük bir bölümünü ışınlamak için gerektiği şekilde düzenleyin. Bir fareyi anestezi altına aldıktan sonra, yan tarafındaki deriyi nazikçe sıkıştırın ve gerilmiş deriyi bir flep oluşturacak şekilde bantlayın.
Ardından fareyi bir Pleksiglas sahneye yerleştirin ve vücudunu özel bir kurşun kalıpla kapatın. İki taraftan erişilebilir olan ve cildin ışınlanması için bir penceresi bulunan kurşun bir kutu kullanın. Daha sonra deri flebini kalıp penceresinden dışarı çekin ve flebi sahneye bantlayın.
Fare aparatla sabitlenemezse, fareye anestezik enjeksiyon yapın. Ardından, aparat ve fareyle birlikte sahneyi ışınlayıcıya yerleştirin. Gerekli ışınlama dozunu hesaplayın.
Örneğin, 11 santimetre uzağa yerleştirilmiş 160 peak kilovoltlık bir x-ışını kaynağı, 6,3 miliamper akımda 2,5 dakika boyunca çalıştırıldığında cildi yeterli düzeyde ışınlayacaktır. Ardından, hesaplanan dozu uygulayın. Hayvana dozu verdikten sonra, hayvanı bir iyileşme kafesine geri koyun.
Anesteziden uyandıktan sonra, fareyi normal ortak barınma kafesine geri yerleştirin. Farelere açıklanan şekilde ışınlama yapıldı ve ölçümler alındı. Işınlama öncesinde, bir atimik deri fare modelinde 260 mikron kaynak ayrımı ile bazal spektrum alındı.
Kalın yeşil çizgi, ince mavi çizginin matematiksel uyumunu göstermektedir. 40 gray ışınlamadan altı gün sonra yapılan ölçümlerle karşılaştırıldığında, muhtemelen oksijenli hemoglobin artışına bağlı olarak, 550 ve 600 nanometre arasındaki spektral şekilde farklılıklar gözlemlenmiştir. Mutlak yansıtıcılıkta küçük bir artış da görülmektedir ve bu durum doku saçılma gücündeki bir artışla ilişkili olabilir.
Uydurulmuş veriler, ışınlama sonrası zamanın bir fonksiyonu olarak takip edilebilen kantitatif optik biyobelirteçler sağlar. Örneğin, doku oksijen satürasyonu ölçümleri ışınlamayı takiben kademeli olarak artmıştır. Bu kantitatif veriler, ışınlama sonrası yine kademeli olarak artış gösteren cilt toksisitesinin görsel derecelendirmesi ile korelasyon göstermiştir.
Bu videoyu izledikten sonra, radyasyon kaynaklı cilt toksisitelerinin kantitatif skorlaması için difüz optik spektroskopinin nasıl uygulanacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Doğru şekilde uygulandığında, bu teknik uzmanlaşıldıktan sonra iki veya üç dakika içinde gerçekleştirilebilir. Bu prosedürü uygularken, vaskülatürün dağılmasını önlemek için DOS probunu nazikçe aşağı bastırmak önemlidir.
Bu teknik, radyoterapi alanında, normal dokunun radyasyona verdiği yanıtı tanımlarken fizyolojik parametreleri ilişkilendirmenin bir yolu olarak kullanılabilir.
Bu çalışma, radyasyona karşı cilt yanıtını, özellikle akut radyasyon kaynaklı eriteme odaklanarak nicel olarak belirlemek için bir difüz optik spektroskopi (DOS) tekniği sunmaktadır. Yöntemin amacı, radyoterapi gören hastalarda cilt toksisitesini öngörebilen objektif biyobelirteçler sağlamaktır.
Akut radyasyon kaynaklı cilt toksisitesinin kantitatif değerlendirmesi, translasyonel radyoterapi araştırmalarında kritik bir boşluk olarak kalmaya devam etmekte; bu durum, öngörü güvenini ve normal doku yanıtının objektif değerlendirmesini sınırlamaktadır. Difüz optik spektroskopi (DOS), fonksiyonel optik biyobelirteçler oluşturmak için tekrarlanabilir ve yüksek verimli bir yaklaşım sunarak, girişimsel stratejiler için mekanistik risk azaltmayı ve hedef doğrulamayı destekler. DOS kaynaklı metriklerin preklinik ve klinik iş akışlarına entegre edilmesi, portföy karar verme süreçlerini ve radyoprotektif ajanların riskten arındırılmış ilerlemesini geliştirir.
DOS tabanlı kantitatif cilt toksisite değerlendirmesi, erken mekanistik çalışmalar ile radyoprotektif stratejilerin translasyonel validasyonu arasında köprü kurarak, keşiften preklinik aşamaya uzanan sürekliliğe uyum sağlar.