Implementación de precisión de pruebas mínimas de dosis de eritema (MED) para evaluar la variación individual en la respuesta inflamatoria humana

Resumen

La prueba mínima de la dosis de eritema (MED) se utiliza para establecer horarios de dosificación para la fototerapia con radiación ultravioleta. Puede evaluar la variación individual en la respuesta inflamatoria, pero carece de metodología para lograr resultados reproducibles. Aquí, presentamos una implementación de precisión de MED y demostramos su capacidad para capturar la variación individual en la respuesta inflamatoria.

Resumen

Las pruebas mínimas de dosis de eritema (MED) se utilizan con frecuencia en entornos clínicos para determinar la menor cantidad de irradiación ultravioleta (UV) necesaria para producir eritema (enrojecimiento inflamatorio) en la superficie de la piel. En este contexto, el MED se considera un factor clave para determinar las dosis iniciales de la fototerapia UV para afecciones comunes de la piel como la psoriasis y el eczema. En entornos de investigación, las pruebas MED también tienen potencial para ser una herramienta poderosa para evaluar la variación dentro y entre personas en las respuestas inflamatorias. Sin embargo, las pruebas MED no han sido ampliamente adoptadas para su uso en entornos de investigación, probablemente debido a la falta de directrices publicadas, que es un obstáculo para obtener resultados reproducibles de este ensayo. Además, los protocolos y equipos para establecer MED varían ampliamente, lo que dificulta la comparación de resultados entre laboratorios. Aquí, describimos un método preciso y reproducible para inducir y medir el eritema superficial utilizando protocolos y métodos de nuevo diseño que se pueden adaptar fácilmente a otros equipos y entornos de laboratorio. El método descrito aquí incluye detalles sobre los procedimientos que permitirán la extrapolación de un programa de dosificación estandarizado a otros equipos para que este protocolo se pueda adaptar a cualquier fuente de radiación UV.

Introducción

La prueba mínima de dosis de eritema (MED) es un procedimiento aprobado por la FDA para evaluar la sensibilidad cutánea a la radiación típicamente en el rango UVB, aunque el MED se puede determinar en otras longitudes de onda en el espectro UV y visible^1. El eritema se define como enrojecimiento superficial en la superficie de la piel causado por el engorgement de los capilares (las etapas posteriores del eritema se conocen más comúnmente como quemaduras solares). Las pruebas MED se han utilizado ampliamente en la literatura dermatológica y en los entornos de fototerapia clínica para identificar la cantidad mínima de radiación ultravioleta (UV) que producirá la unidad más pequeña de cambio medible en el enrojecimiento de la piel. Las pruebas MED se pueden realizar con una lámpara UV disponible comercialmente, equivalente a lo que se utiliza en la mayoría de las instalaciones comerciales de bronceado.

Las pruebas MED implican la dispersión continua de la radiación UV o la luz del espectro visible sobre la superficie de la piel durante un período de tiempo predeterminado, con horarios de dosificación dependiendo principalmente de la pigmentación de la piel y la intensidad y el tipo de radiación . Este procedimiento se utiliza comúnmente en entornos clínicos para determinar los horarios de dosificación para los pacientes que reciben radioterapia UV para afecciones de la piel como psoriasis y eczema^2,3. Los procedimientos básicos para determinar el MED en entornos clínicos se han descrito en otros lugares⁴, y se pueden utilizar para ajustar la dosis total de radiación UV hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la variación individual en la sensibilidad de la piel.

La pigmentación de la piel es quizás la variable específica del sujeto más importante en la realización y medición de los resultados del procedimiento MED^6. Esto se debe a que la duración de la exposición uv necesaria para evocar la respuesta mínima al eritema está determinada principalmente por la ligereza u oscuridad de la piel del participante, según lo definido por el tipo de piel Fitzpatrick (FST) del participante. FST⁷ es un esquema numérico para clasificar el color de la piel humana. La escala Fitzpatrick es una herramienta reconocida para la investigación dermatológica sobre pigmentación de la piel humana^8,9, y clasifica la piel humana en una de las seis categorías, desde la más clara (FST I) hasta la más oscura (FST VI).

Las tipologías FST más oscuras requieren una mayor duración UV, por lo que la clasificación precisa del FST es importante. Existe una extensa bibliografía sobre los métodos para la evaluación precisa del FST, utilizando una amplia variedad de enfoques, incluyendo autoinforme, entrevista dermamatóna y evaluación basada en instrumentación. Se ha demostrado que las clasificaciones de observadores de FST están correlacionadas con el color de la piel actual, pero no natural¹⁰, sin embargo, el FST se puede determinar subjetivamente¹¹ utilizando el autoinforme a través del cuestionario¹² y/o la evaluación objetiva a través de Espectrofotometría. Se ha demostrado que la escritura de Fitzpatrick por espectrofotometría se correlaciona estrechamente con el autoinforme del participante en una serie de estudios^10,13,14,15.

A pesar de la utilidad y el uso generalizado de las pruebas MED en los servicios clínicos, este procedimiento no ha sido ampliamente adoptado en entornos de laboratorio para la medición de la variación individual en respuesta a la estimulación proinflamatoria. El propósito de la metodología aquí esbozada es proporcionar técnicas y procedimientos paso a paso que aumenten la precisión y reproducibilidad del procedimiento de prueba MED, con el fin de facilitar el trabajo futuro en entornos de laboratorio centrados en cuantificación de la variabilidad intra-individual en la respuesta inflamatoria. Además, proporcionamos resultados representativos que ilustran la capacidad de este protocolo estandarizado para capturar con precisión la variación de persona a persona en la inflamación.

Protocolo

Todos los métodos descritos a continuación, incluido el uso de voluntarios humanos, han sido revisados y aprobados por la Junta de Revisión Institucional (IRB) local, y están de acuerdo con la Declaración de Helsinki y Belmont Report. Todos los participantes (N-72) firmaron el consentimiento informado según lo proscrito por el protocolo IRB. Los criterios de inclusión/exclusión y los procedimientos de interrupción se diseñaron para maximizar la seguridad de los participantes, y cualquier desviación de estos procedimientos debe considerarse a la luz de su impacto en el riesgo y la tolerabilidad para los sujetos humanos. En el contexto del trabajo aquí presentado, los criterios excluyentes limitaban la participación a personas sin antecedentes personales o familiares de condiciones inflamatorias, ni a ninguna sustancia lícita o ilícita. La justificación para hacerlo es que estos factores pueden influir en las respuestas al procedimiento de prueba MED.

1. Selección de participantes

1. Utilice los siguientes criterios de inclusión: 18-55 años; en buena salud general según lo determinado por la Lista de Verificación de Síntomas Médicos (MSCL)⁵; puede entender y comunicarse sobre el protocolo de seguridad de laboratorio presentado en inglés; puede proporcionar consentimiento por escrito.
2. Utilice los siguientes criterios de exclusión: Piel Fitzpatrick tipo I, según lo determinado por autoinforme; utiliza regularmente equipos comerciales de bronceado; heridas o lesiones cutáneas en el lugar de exposición previsto; cáncer de piel actual, o antecedentes personales de cáncer de piel; antecedentes familiares de cáncer de piel; diabetes; psoriasis u otra afección inflamatoria de la piel; enfermedad vascular periférica, enfermedad arterial periférica, enfermedad de Raynaud, o cualquier otro trastorno circulatorio diagnosticado; cualquier trastorno motor involuntario; alérgico a la cinta adhesiva; toma esteroides inhalados para el asma (por ejemplo, Fluticasona); toma cualquier corticoesteroides; 2 o más de los siguientes (hipertensión diagnosticada, hiperlipidemia, colesterol alto, cigarrillos de humo, antecedentes familiares de enfermedad coronaria o aterosclerótica (padres/hermanos antes de los 55 años)); dependencia de sustancias activas - legal o ilícita; personas con dependencia de sustancias nuevas en la recuperación (menos de un año); el uso de medicamentos que afectan la función del SNC, incluyendo psicotrópicos, medicamentos para opiáceos o corticoesteroides, durante los últimos 3 meses; medicamentos psicotrópicos prescritos, actualmente o durante los últimos 3 meses (Estos incluyen medicamentos para la ansiedad, depresión u otros problemas psicológicos).

2. Programación y preparación para el MED

1. Programe a los participantes para dos citas: la primera, el evento de exposición MED (aproximadamente 45 min), y la segunda, un seguimiento para recopilar lecturas de espectrofotometría (aproximadamente 10 min). Programe la cita de seguimiento para 24 horas después de la primera cita.
2. Antes de que lleguen los participantes, coloque y coloque el equipo esencial, incluidos dos puños de prueba de dosis y equipo de seguridad. Tener una variedad de ropa de protección UV (como fundas deportivas de protección UV, guantes de protección UV, exfoliantes médicos de manga larga, sábanas protectoras UV y cinta adhesiva para fijar las sábanas) tanto para el participante como para que el investigador cubra toda la piel expuesta a los rayos UV Radiación.
3. Calibre el espectrofotómetro de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Haga esto para cada tema y cada sesión.

3. Determinación del tipo de piel De Fitzpatrick (FST)

1. Cuando el participante llegue para el evento de exposición MED (Visita 1), identifique El FST ya sea a través de auto-informe o espectrofotometría. Para maximizar la seguridad de los participantes, no realice pruebas MED en participantes clasificados como FST 1. Para todos los demás tipos de piel de Fitzpatrick (2–6), utilice la puntuación FST para determinar qué programa de exposición se debe utilizar.

4. Cuff 1 Aplicación

1. Explique al participante cómo funciona la prueba MED y solicite preguntas antes de continuar.
2. Por lo general, realice el procedimiento MED en el interior del antebrazo no dominante.
3. Colocar el manguito 1 (con todas las cubiertas de abertura eliminadas) evitando pecas, lunares, cicatrices, cabello (en la medida de lo posible), y cualquier corte, hematoma o lesión en la piel. Retire sólo el soporte de papel de cera protector de las partes laterales (no centrales) del manguito 1. Es importante que el soporte de papel de cera de la parte central de La parte central del manguito 1 no se retire, ya que el adhesivo tiene un fuerte potencial para irritar la piel cuando se despega después de las lecturas basales, causando enrojecimiento de la piel proximal a las aberturas.
4. Después de colocar Cuff 1 en el lugar de exposición previsto, coloque puntos de referencia utilizando un marcador permanente para asegurarse de que Cuff 2 se situará exactamente en el mismo lugar. Marque la piel en cuatro puntos fuera de los pliegues de cada una de las aletas laterales de Cuff 1, los puntos superior derecho, superior izquierdo, inferior izquierdo e inferior izquierdo.
   1. Haga estas marcas lo suficientemente oscuras como para sobrevivir aproximadamente 24 h, ya que también se utilizarán para colocar Cuff 3 en el mismo lugar exactamente en la cita de seguimiento 24 h más tarde.

5. Lectura de línea de base: Cuff 1 Aplicación

1. Usando un espectrofotómetro que ha sido calibrado de acuerdo con las especificaciones del fabricante, obtener y registrar permanentemente las lecturas en cada una de las seis aberturas abiertas en secuencia.
2. Asegúrese de que el espectrofotómetro se coloca el centro de las aberturas del manguito evitando lunares, cicatrices u otras imperfecciones en la medida de lo posible.
3. Registre permanentemente todos los valores "SCI" (L, A, B). Para garantizar lecturas coherentes con el mismo punto de calibración, mantenga el espectrofotómetro en el ON durante el procedimiento MED y no se apague hasta que se hayan completado las lecturas posteriores a la exposición.
4. Después de que se hayan registrado las mediciones basales de espectrofotometría, retire El manguito 1. Para minimizar las molestias de los participantes, aplique disolvente adhesivo médico en el perímetro de Cuff 1 a medida que se despega, lo que evitará la dolorosa depilación del vello en el brazo.

6. Lectura previa a la exposición: Cuff 2 Aplicación

1. Después de la eliminación de Cuff 1, coloca Cuff 2 en el mismo lugar usando los puntos de referencia dibujados en la piel para Cuff 1. El soporte adhesivo completo puede ser expuesto y aplicado para asegurar que el manguito 2 esté suficientemente sellado para evitar la exposición cruzada entre las aberturas debido a una adhesión insuficiente a la piel.
2. Pida tanto al participante como al investigador que se den ropa de protección UV y accesorios de seguridad. Como mínimo, el participante, el técnico que administra el procedimiento y cualquier otra parte en la habitación debe ponerse gafas de protección UV. Los técnicos deben usar mangas largas o usar una funda protectora UV.
3. Antes de activar la lámpara, pida al técnico que ayude al participante a cubrir toda la piel expuesta, incluyendo el brazo por encima del parche, el brazo y la muñeca debajo del parche, la mano y partes de la parte delantera o posterior del brazo que pueden estar expuestas en los lados del parche (UV- láminas protectoras y cinta adhesiva para fijar las hojas pueden ser útiles para esto). Además, algunos participantes que usan camisas con escotes abiertos pueden querer cubrir tela protectora UV sobre su cuello y pecho si estas áreas estarán cerca de la fuente UV.
4. Extienda un paño protector UV bajo el brazo del participante (para reducir la reflectancia de la superficie de la mesa).

7. Procedimiento MED: Pre-exposición

NOTA: Los rayos de la lámpara deben ser perpendiculares al lugar de exposición. En general, el movimiento físico de la lámpara es menos posible que el movimiento o la disposición del ángulo del brazo de los participantes.

1. Antes de activar la lámpara, organice el brazo del participante de modo que los rayos UV de la lámpara sean perpendiculares al ángulo de Manguito 2 en el brazo del participante.
2. Identifique la distancia adecuada entre la lámpara y el manguito 2 en el brazo del participante. Coloque el sensor del radiómetro frente a la lámpara UV paralela a la superficie de la piel y lo más cerca posible de la ubicación de Cuff 2.
3. Cubra el brazo de los participantes con un paño a prueba de rayos UV para evitar la exposición, y active brevemente la lámpara para ajustar la distancia a Cuff 2 hasta que el sensor del radiómetro lea 270 W/cm².
   1. Para lograr esta lectura, ajuste la distancia entre la lámpara y la superficie de la piel hasta que el radiómetro lea 270 W/cm² (a 10 oW). Una vez determinada la distancia adecuada, desactive la lámpara.
      NOTA: Es importante tener en cuenta aquí que pequeñas diferencias en el ángulo del radiómetro afectarán en gran medida a la lectura. Por lo tanto, el ángulo del radiómetro debe estar lo más cerca posible de la superficie de la piel.
4. Realice más ajustes en la distancia a lo largo de la sesión de exposición para evitar la deriva en la ubicación del brazo. En cada lectura, confirme la distancia y reajuste según sea necesario para mantener las lecturas del radiómetro a aproximadamente 270 W/cm² (a 10 oW).

8. Procedimiento MED: Exposición

1. Utilice un cronómetro para implementar la programación MED. Retire la primera cubierta de apertura antes de activar la fuente UV. Active la fuente y el cronómetro simultáneamente y retire cada cubierta de apertura en Cuff 2 de acuerdo con el programa especificado a continuación, basado en FST.
2. En el punto de extracción de cada cubierta de apertura, registre la lectura del radiómetro cuando el radiómetro se mantiene paralelo a la superficie de la piel y apunta a la lámpara. Si la distancia ha cambiado, ajuste la distancia a la lámpara para asegurarse de que el radiómetro vuelva a leer 270 (a 10) W/cm².
3. Pida al técnico que supervise el brazo del participante para garantizar un posicionamiento constante. En particular, reajuste el brazo si el brazo gira, ya que muchos participantes rotarán el brazo mientras se relajan. A continuación de cualquier ajuste, vuelva a confirmar que el radiómetro lee 270 W/cm² (a 10 oW).
4. Apague la lámpara a la hora exacta especificada por el programa de dosificación en el Cuadro 1. No desactive el cronómetro, ya que se debe reunir una serie adicional de lecturas del espectrofotómetro exactamente 7 minutos después de la desactivación de la lámpara, como se describe a continuación.

9. 7 Min Lectura post-exposición

1. Exactamente 7 minutos después de la desactivación de la lámpara, registrar las lecturas finales del espectrofotómetro de cada apertura en Cuff 2. El propósito de la recopilación de datos inmediatamente posteriores al procedimiento de exposición es confirmar primero que no hay reacción adversa a la radiación UV, y en segundo lugar evaluar las respuestas iniciales, que en algunos casos pueden ser leves, pero mediblemente diferentes de la línea de base ( valores previos a la exposición). Cualquier aumento en el enrojecimiento después de 7 minutos es probable que sea un efecto térmico y no eritema.
   NOTA: Es probable que una reacción adversa a la exposición a la radiación UV después de 7 minutos esté relacionada con la dosis mínima urticarial de la urticaria solar, un trastorno de fotosensibilidad adquirido. Los trastornos de la fotosensibilidad se evalúan antes del procedimiento MED y se debe descartar a los sujetos con estos trastornos. Sin embargo, si esto se observa en algún momento durante la prueba, el protocolo de exposición debe interrumpirse inmediatamente.
2. Después de la exposición a la radiación UV, Cuff 2 puede ser particularmente difícil de eliminar. Utilice disolvente adhesivo de grado médico, si es necesario, para minimizar las molestias a los participantes durante la eliminación de Cuff 2. Los participantes con piel particularmente hirsute o sensible pueden encontrar útil aplicar aceite de oliva o removedor adhesivo a base de alcohol bajo el borde de Cuff 2, ya que retiran el parche lentamente. Después de que se retira Cuff 2 los participantes pueden tener adhesivo residual en su piel, que también se puede quitar con aceite de oliva o disolvente adhesivo médico.
3. Antes de salir de la sesión de exposición, recuerde a los participantes que no laven los puntos de referencia y que no apliquen lociones en el sitio de exposición.

10. Cita de seguimiento: Cuff 3 Solicitud

1. Antes de que llegue el participante, calibrar el espectrofotómetro de acuerdo con las especificaciones del fabricante.
2. Prepare el manguito 3 retirando todas las cubiertas de la abertura (dejando el soporte de papel de cera blanco en la parte central del parche). Al colocar el manguito 3 en el brazo del participante, retire el soporte de papel de cera blanca de las dos aletas laterales del parche. Usando los puntos de referencia en el antebrazo del participante, coloque Cuff 3 en la misma ubicación que los dos parches anteriores.
3. Tome una lectura en cada una de las seis aperturas abiertas en secuencia. Además, inspeccione visualmente cada apertura y registre si parece haber evidencia visual de una respuesta de eritema en cada una de las seis aberturas (la piel roja o rosa indica eritema). Después de registrar permanentemente las lecturas del espectrofotómetro, retire Cuff 3, utilizando disolvente si es necesario.
4. Para mejorar aún más la comodidad y la seguridad de los participantes, proporcione 4-6 gel de quemadura de un solo uso o aloe vera, e indique al participante que si el lugar de exposición se vuelve picazón o incómodo, puede tratarse como una quemadura solar con estos o similares sobre los productos de mostrador.

Resultados

El calendario presentado en el Cuadro 1 es un novedoso calendario de dosificación que se calculó para capturar el MED, en promedio, en el punto medio del evento de exposición (es decir, apertura 3 o 4) para cada FST. La base para la programación calculada es la siguiente.

Los trabajos anteriores han establecido que para las personas con FST 2, la mediana de MED para la radiación en el rango UVB es de 66,9 milivatios (mW) por cm^2,77.429 mW/cm² para FS...

Discusión

La implementación de precisión de las pruebas MED como se describe aquí podría ofrecer varias ventajas sobre otros desafíos inflamatorios basados en laboratorio que han logrado un uso popular. Por ejemplo, los protocolos de blíster de succión^17,18,19 levantan un blíster lleno de líquido en la piel que posteriormente se aspira con una jeringa para obtener acceso directo al microambiente citoquina. Aunque las ampollas en ...

Materiales

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)