Per sradicare eventuali cellule cancerose che potrebbero potenzialmente rimanere dopo un intervento chirurgico o la chemioterapia, molti malati di cancro al seno si sottopongono anche a radioterapia. Tutti i pazienti sperimentano sfortunati effetti collaterali tra cui irritazione della pelle, e talvolta desquamazione e formazione di vesciche. I pazienti possono anche sviluppare scolorimento permanente della pelle e ispessimento del tessuto mammario mesi, o anche anni, dopo il trattamento. Attualmente non esiste un metodo per prevedere la gravità di questi effetti acuti e tardivi, e anche l'attuale valutazione di questi effetti si basa su punteggi soggettivi.

Ricercatori presso il Beckman Laser Institute (BLI) e la clinica medica, e il Dipartimento di Radioterapia Oncologica dell'Università della California, Irvine sta testando un nuovo dispositivo di imaging sviluppato da una start-up, Modulated Imaging Inc. (Irvine, CIRCA). Uno di questi studi è progettato per monitorare, quantificare, e, si spera, un giorno prevedere i livelli di tossicità cutanea indotti dalla radioterapia. Anais Leproux, un ricercatore post-dottorato presso BLI e autore principale del documento, riporterà il lavoro all'OSA Biophotonics Congress:Optics in the Life Sciences meeting, tenutasi dal 2 al 5 aprile a San Diego, California, STATI UNITI D'AMERICA.

"Utilizziamo la luce visibile e nel vicino infrarosso a potenza molto bassa e la proiettiamo sul seno, " ha detto Leproux. "Stiamo cercando di caratterizzare il danno alla pelle durante la radioterapia, soprattutto per il trattamento del cancro al seno".

Usando la loro nuova tecnica di imaging, il progetto è finalizzato all'utilizzo di misurazioni di precisione per caratterizzare la tossicità cutanea dei tessuti esposti alle radiazioni. Tracciando queste misurazioni durante il trattamento, Leproux e il suo team sperano di comprendere meglio i fattori coinvolti nel danno alla pelle e, auspicabilmente, come prevedere le tossicità acute e tardive.

"La tossicità è fondamentalmente il danno alla pelle, un effetto collaterale delle radiazioni, " ha detto Leproux. "Ci sono una vasta gamma di effetti collaterali che stiamo osservando; eritema, iperpigmentazione, scolorimento, desquamazione secca o umida. La necrosi può verificarsi, ma è meno comune".

Eritema è il nome formale per l'arrossamento superficiale della pelle, e la desquamazione è desquamazione della pelle. L'ispessimento della pelle è un comune effetto collaterale tardivo.

"La luce viene irradiata sul tessuto mammario. Quando interagisce con la pelle, la luce viene dispersa e una parte viene assorbita, " disse Leproux. "La luce riflessa viene rilevata da una telecamera. Fondamentalmente, stai misurando l'assorbimento e le proprietà di dispersione del tessuto."

Più specificamente, lei e il suo gruppo utilizzano otto diverse lunghezze d'onda della luce visibile e del vicino infrarosso dei LED, misurare quanta energia viene assorbita dalla pelle. Questo fornisce loro un valore quantitativo indicativo della salute della pelle.

Per generare questi valori con precisione, la luce dei LED è modulata spazialmente, impartendo modelli distinti con un dispositivo digitale a microspecchi all'interno dello strumento. formalmente, questa tecnica di imaging funzionale è chiamata Spatial Frequency Domain Imaging, o SFDI.

"Dato che usiamo diverse lunghezze d'onda della luce, eseguiamo la spettroscopia e otteniamo il contenuto di melanina, emoglobina tissutale, allo stato deossigenato e ossigenato, da cui possiamo calcolare il volume totale di sangue e la saturazione di ossigeno nel tessuto, " disse Leproux. "Misuriamo superficialmente, circa da tre a cinque millimetri di profondità."

Questo sguardo non invasivo a quei pochi millimetri può rivelare molto sui cambiamenti indotti dalle radiazioni. Anche, perché utilizzano una tecnologia di proiezione, misurano su grandi aree (circa 20 cm per 20 cm) senza scansione.

"Speriamo di poter vedere l'ispessimento della pelle nei parametri di dispersione che stiamo osservando, " ha detto. "Pensiamo che la radiazione induca un rimodellamento del collagene nella pelle, che dovrebbe essere visto come un cambiamento nel parametro di scattering."

Il gruppo ha affrontato le preoccupazioni sollevate dai medici sul fatto che l'imaging stesso espone la pelle a radiazioni aggiuntive, e calcolato come il loro dispositivo a bassa potenza si confronta con l'esposizione al sole. "Dieci misurazioni con il nostro dispositivo corrispondono all'incirca a due secondi al sole, " disse Leproux.

Sebbene i risultati siano ancora agli inizi, mostrano un grande potenziale, identificando con successo tendenze nettamente diverse nella saturazione di melanina e ossigeno durante il tempo di trattamento.

Oltre a mirare a prevedere un giorno le reazioni di un paziente alla radioterapia, il gruppo spera di ottimizzare il dispositivo in altri modi lungo la strada, forse aiutando a guidare lo sviluppo di lozioni migliori per trattare questi effetti collaterali oltre a ridurre le dimensioni dello strumento stesso.

"Potremmo ottimizzare lo strumento attuale per avere misurazioni più brevi con un dispositivo più economico. È qualcosa che esamineremo, " disse Leproux.