Photodynamic therapy on photoaged skin of hairless mouse: optical and histopathologic assessments

A exposição crônica à radiação ultravioleta (UV) resulta no fotoenvelhecimento da pele humana. A fim de tratá-lo, a terapia fotodinâmica (TFD) - técnica que utiliza luz, um fotossensibilizador (FS) e oxigênio molecular - tem sido utilizada em ambientes clínicos, no entanto são escassas as investigações que revelam os achados histopatológicos desse tratamento na pele fotoenvelhecida. Com isso, o objetivo deste trabalho foi analisar experimentalmente os efeitos da TFD na pele fotoenvelhecida de camundongos por meio de técnicas ópticas e histológicas. Portanto, foram utilizados camundongos hairless (sem pelo) distribuídos aleatoriamente em diferentes grupos, tais como: Controle, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente, não irradiados com luz UV e não tratados; UV, animais irradiados com luz UV e não tratados; UV/Luz, animais irradiados com luz UV e tratados com fototerapia; UV/TFD, animais fotoenvelhecidos (irradiados com luz UV) e tratados com a TFD; e Controle/TFD, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente e tratados com TFD. A indução do fotoenvelhecimento foi realizada por diferentes fontes de luz contendo, principalmente, a banda espectral UV; para a TFD, foram utilizadas fontes de luz com comprimento de onda de 415, 630 e 635 nm (azul e vermelho) juntamente com o ácido 5-aminolevulínico (ALA), precursor do FS endógeno protoporfirina IX (PpIX). Para fazer o seguimento da TFD por técnicas ópticas, foram realizadas espectroscopia de fluorescência, imagem de fluorescência de campo amplo e tomografia por coerência óptica (OCT, do inglês optical coherence tomography). A avaliação histopatológica pós-TFD foi realizada com os corantes HE, Tricrômio de Masson (TM) e Verhoeff a fim de analisar a espessura da epiderme, o infiltrado inflamatório, o conteúdo de colágeno na derme e sua espessura e a qualidade das fibras elásticas. Como resultado, observouse aumento significativo da espessura da epiderme pela regeneração dos queratinócitos e deposição de novas fibras colágenas dérmicas apenas nos animais tratados com ALA-TFD, tanto irradiados quanto não-irradiados com luz UV (grupos UV/TFD e Controle/TFD, respectivamente). Assim, torna-se evidente que a TFD trata a pele fotoenvelhecida do camundongo hairless pelos achados histopatológicos e através das imagens de OCT. Com isso, este trabalho agrega informação às investigações clínicas a respeito da TFD no tratamento da pele fotoenvelhecida, atestando seu uso para o fotorrejuvenescimento cutâneo.The chronic exposure to ultraviolet radiation (UVR) leads to photoaging of the human skin. As a treatment, the photodynamic therapy (PDT) which brings together light, a photosensitizer, and molecular oxygen has been extensively used on clinical trials; however, there are few studies that highlight the histopathologic findings regarding this technique on photoaged skin. Thus, the aim of this study was to analyze experimentally the effects of PDT on photoaged skin of hairless mice by means of optical and histopathologic assessments. For this, hairless mice were randomly allocated in different groups, such as: Control, animals with healthy aged skin, neither exposed to an UV lamp nor treated; UV, animals exposed to an UV lamp with no treatment; UV/Light, animals exposed to an UV lamp and treated just with light; UV/PDT, animals exposed to an UV lamp and treated with PDT; and Control/PDT, animals with healthy aged skin treated with PDT. The photoaging process was induced by different light sources, which had mainly the UV spectrum; for the PDT, light sources of different wavelengths (415, 630, 635 nm) were used (blue and red light sources) and the 5-aminolevulinic acid (ALA), PS precursor of the endogenous protoporphyrin IX (PpIX). In order to follow the PDT protocol up by means of optical techniques, we used fluorescence spectroscopy, fluorescence images and optical coherence tomography. The histopathologic assessment after the PDT procedure was performed with H&E, Massons Trichrome and Verhoeff stains for epidermal thickness, inflammatory infiltrate, dermal collagen content, dermal thickness, and quality of elastic fibers. As a result, it has been observed a significant epidermal thickening due to keratinocytes regeneration and newly formed dermal collagen fibers only on the groups treated with PDT-ALA (UV/PDT and Control/PDT groups). Therefore, it is evident that PDT treats the photoaged skin of hairless mice since histopatologic findings and OCT images have shown those morphology changes. In conclusion, this work add information to the clinical trials regarding the PDT as a reliable technique to treat photoaged skin, proving its use for the skin photorejuvenation