Imaging 3D di una sezione della pelle in cui viene misurato il contenuto di nichel. L'area rossa rappresenta la presenza di nichel. Credito:Per Malmberg
Un nuovo metodo di esame della pelle può ridurre il numero di esperimenti sugli animali fornendo al contempo nuove opportunità per sviluppare prodotti farmaceutici e cosmetici. L'imaging chimico consente di vedere tutti gli strati della pelle e di misurare la presenza di qualsiasi sostanza in qualsiasi parte della pelle con un grado di precisione molto elevato.
Sempre più sostanze chimiche vengono rilasciate nel nostro ambiente. Per esempio, parabeni e ftalati sono in discussione come due tipi di sostanze chimiche che possono colpirci. Ma finora non è stato possibile scoprire come vengono assorbiti dalla pelle. Un nuovo studio della Chalmers University of Technology e dell'Università di Göteborg mostra come ciò che viene definito imaging chimico può fornire informazioni complete sulla pelle umana con un livello di precisione molto elevato.
Finora le indagini su come le sostanze passano nella e attraverso la pelle si sono svolte in due modi:utilizzando strisce di nastro adesivo per rimuovere lo strato superiore "corneo" della pelle per l'analisi, e attraverso analisi delle urine e del sangue per vedere cosa è penetrato attraverso la pelle. Ma sappiamo ancora molto poco di ciò che accade negli strati di pelle intermedi. L'imaging chimico ora ci consente di vedere tutti gli strati della pelle con altissima precisione e di misurare la presenza di praticamente qualsiasi sostanza in qualsiasi parte della pelle. Questo può portare a prodotti farmaceutici più adatti alla pelle, Per esempio.
Il nuovo metodo è stato creato quando i chimici Per Malmberg, alla Chalmers University of Technology, e Lina Hagvall, presso l'Università di Göteborg, hanno unito le loro aree di ricerca.
I chimici Lina Hagvall e Per Malmberg preparano campioni per l'analisi nello spettrometro di massa di ioni secondari a tempo di volo (ToF-SIMS). Durante l'analisi i campioni vengono inseriti nella camera di prova utilizzando il braccio di prova mostrato nella parte inferiore dell'immagine. Credito:Mats Tiborn
"Con i prodotti farmaceutici spesso si desidera che quanto più possibile della dose venga assorbita dalla pelle, ma in alcuni casi potresti non volere l'assorbimento della pelle, come quando applichi una crema solare, che deve rimanere sulla superficie della pelle e non penetrarla. Il nostro metodo ti consente di progettare prodotti farmaceutici in base al modo in cui desideri che la sostanza venga assorbita dalla pelle, "dice Hagvall.
L'imaging chimico è stato finora utilizzato principalmente per le scienze della terra e l'imaging cellulare, ma con l'accesso alla pelle umana dalle operazioni i ricercatori hanno escogitato questa nuova area per la tecnologia. I ricercatori ora vedono anche l'apertura di opportunità per sostituire i test farmaceutici che attualmente comportano esperimenti sugli animali. I loro metodi forniscono risultati più accurati rispetto ai test su topi e maiali. Poiché non è consentito utilizzare animali per testare cosmetici, questo metodo può anche creare nuove opportunità per l'industria cosmetica.
"Molti esperimenti sugli animali effettuati da ricercatori e aziende non sono più necessari a causa di questo metodo. Se vuoi sapere qualcosa sull'assorbimento passivo nella pelle umana, questo metodo è almeno altrettanto buono. È meglio fare il test sulla pelle umana che su un maiale, " dice Hagvall.
Il nuovo metodo può anche fornire una base per determinare i limiti corretti per i livelli nocivi delle sostanze che possono venire a contatto con la pelle. Per stabilire tali limiti, è necessario sapere quanta parte della dose sulla superficie della pelle penetra dentro e attraverso la pelle, che questo metodo può mostrare. Migliora la nostra conoscenza di ciò che stiamo assorbendo nei nostri luoghi di lavoro e nelle strutture per l'infanzia.
Camera di prova nello spettrometro di massa di ioni secondari a tempo di volo (ToF-SIMS) in cui i campioni di pelle sono esposti a fasci di ioni. I campioni vengono analizzati in un vuoto ultra-alto per evitare interruzioni. Credito:Mats Tiborn
"Il nostro metodo può mostrare tutto con un'immagine, se stai cercando nichel, ftalati o parabeni nella pelle, o se vuoi seguire il percorso del farmaco attraverso la pelle. Con solo un campione di pelle possiamo essenzialmente cercare qualsiasi molecola. Non abbiamo bisogno di adattare il metodo in anticipo a ciò che stiamo cercando, "dice Malmberg.
Sarà possibile applicare i risultati in un futuro molto prossimo. La tecnologia stessa è pronta per l'uso oggi. C'è ancora poco lavoro da fare per ottimizzare i test per ottenere i migliori risultati, ma i ricercatori ritengono che il metodo sarà pronto per l'uso entro un anno.
Fatti:imaging chimico
L'imaging chimico prevede l'uso di un raggio laser o ionico per analizzare le sezioni di pelle utilizzando uno spettrometro di massa. ogni punto, o pixel, della sezione che il raggio colpisce fornisce informazioni, che viene utilizzato per classificare le sostanze chimiche presenti nella pelle in base al peso molecolare. Le informazioni chimiche di ciascun punto possono quindi essere combinate in un'immagine digitale che mostra la distribuzione di una sostanza nella pelle. Uno spettrometro di massa a ioni secondari a tempo di volo (ToF-SIMS), che fornisce una risoluzione spaziale molto elevata fino alla gamma dei nanometri, è stato utilizzato in questo particolare studio.