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Aug 20, 2023

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Scientific Reports volume 13, numero articolo: 13881 (2023) Cita questo articolo 82 Accessi Dettagli metriche I biomarcatori quantitativi dell'invecchiamento della pelle del viso sono stati studiati da un centinaio di caucasici sani

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 13881 (2023) Citare questo articolo

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I biomarcatori quantitativi dell'invecchiamento della pelle del viso sono stati studiati da un centinaio di volontarie caucasiche sane, di età compresa tra 20 e 70 anni, utilizzando l'imaging LC-OCT (Tomografia a coerenza ottica confocale a campo di linea) 3D in vivo accoppiato con algoritmi di quantificazione basati sull'intelligenza artificiale (AI) . Per la tempia, lo zigomo e la mandibola sono stati misurati i parametri degli strati, ovvero lo spessore dello strato corneo (SC), lo spessore dell'epidermide vitale e l'ondulazione della giunzione dermo-epidermica (DEJ), nonché i parametri cellulari. Per tutte e tre le aree facciali studiate, sono state osservate variazioni minime legate all'età nello spessore del SC e negli strati vitali dell'epidermide. Un'epidermide più piatta e più omogenea (diminuzione della deviazione standard del numero di strati), una rete cellulare meno densa con meno cellule per strato (diminuzione della densità della superficie cellulare) e nuclei più grandi ed eterogenei all'interno di ciascuno strato (aumento della volume dei nuclei e la loro deviazione standard) sono stati riscontrati con variazioni significative con l'età. I punteggi di atipia più elevati riflettevano ulteriormente l’eterogeneità dei nuclei in tutta l’epidermide vitale. La visualizzazione 3D delle strutture fini della pelle alla risoluzione micrometrica e il campo visivo di 1200 µm × 500 µm ottenuto con l'imaging LC-OCT ha consentito di calcolare biomarcatori quantitativi rilevanti per una migliore comprensione della biologia cutanea e del processo di invecchiamento in vivo.

Segni visibili dell'invecchiamento come rilassamento cutaneo, rughe, macchie solari e colore della pelle non uniforme definiscono l'età percepita da un individuo agli occhi degli altri e anche la propria immagine corporea1. Sebbene gli atlanti possano essere utilizzati per valutare la gravità dei segni clinici macroscopici2, l’invecchiamento cutaneo risulta dall’accumulo di danni a livello cellulare e molecolare nel tempo, esacerbati da fattori intrinseci (genetica, metabolismo cellulare, processi ormonali e metabolici) ed estrinseci (cronici). esposizione alla luce, inquinamento, sostanze chimiche,…) fattori che rendono difficile la correlazione tra i meccanismi fisiologici e gli effetti visibili.

Mentre i dispositivi di torsione o aspirazione vengono utilizzati per studiare i cambiamenti in vivo legati all'età nelle proprietà meccaniche3, monitorare e quantificare in modo non invasivo i cambiamenti che si verificano sotto la superficie cutanea nelle microstrutture sottostanti dell'epidermide e del derma è impegnativo. L'imaging ad ultrasuoni ad alta frequenza (HFUS) a 22-75 MHz è limitato all'indagine del derma e delle proprietà della banda subepidermica a basso ecogenico (SLEB)4. La tomografia a coerenza ottica (OCT), una tecnica diffusa in oftalmologia5, cardiologia6, gastroenterologia7 o dermatologia (diagnosi di lesioni cutanee)8, non consente di caratterizzare le sottili strutture cutanee dell'epidermide vitale (VE) e dello strato corneo (SC) a causa della risoluzione assiale limitata (~ 10 μm)9.

Le tecniche di microscopia ottica, come la microscopia confocale a scansione laser (CLSM)10,11 o la microscopia a scansione laser multifotone (MPLSM)12 possono ottenere risoluzioni laterali e assiali più elevate quando si osservano caratteristiche a livello micrometrico degli strati superficiali della pelle. Tuttavia, le sorgenti laser e le ottiche di focalizzazione comunemente impiegate in queste tecniche impongono limitazioni sulla profondità di penetrazione, tipicamente intorno a 250 μm13. Recenti miglioramenti strumentali e di analisi dei dati hanno contribuito a quantificare, cioè a correlare, le modifiche strutturali con l'invecchiamento attraverso l'automazione di protocolli di imaging in vivo14,15, ma resta da affrontare l'accesso alla visualizzazione 3D in tempo reale della pelle. La tomografia a coerenza ottica confocale a campo lineare (LC-OCT) è una tecnica di imaging emergente16 che estende i principi dell'OCT nel dominio del tempo (TD-OCT)17. Con LC-OCT è possibile ottenere un campo visivo di 1200 μm × 500 μm × 500 μm durante l'imaging 3D in vivo, con una risoluzione laterale di circa 1 μm e un tempo di acquisizione entro pochi secondi16. Inizialmente sviluppate per l'acquisizione di immagini di sezioni verticali (B-scan) ad altissima risoluzione18, le acquisizioni di immagini di sezioni sia verticali (B-scan) che en face (orizzontali) (scansioni C) hanno fornito immagini LC-OCT 3D isotropiche ad alta risoluzione19 adattato per studiare le strutture istologiche e cellulari della pelle a livello micrometrico20,21. Abbinata ad algoritmi di segmentazione basati sull'intelligenza artificiale (AI), la tecnica è un metodo promettente per studiare disturbi della pelle come la pelle pustolosa22 o la cheratosi attinica23 ma anche per ricavare parametri quantitativi 3D dalla pelle sana per studiare gli effetti intracutanei dell'invecchiamento24,25.

 0.1). The three facial areas studied displayed fairly consistent values, i.e. ~ 2.50% for the temple, ~ 0.50% for the cheekbone and ~ 1.20% for the mandible. Mean values under 3% presently found suggested the DEJ is relatively flat for the youngest volunteers hence the limited variations observed./p> 35 years old38, all suggested that the main variations in skin thickness with age are due to changes in the deepest layers of the skin. A thicker total skin in young individuals and a decrease for very mature skin age4 are probably the main features established from HFUS investigations to date. The higher resolving power of optical microscopy techniques has enabled a more refined analysis, but the results remain sometimes difficult to corroborate. A multiparametric quantification of human skin ageing on the forearm and face using 3D multiphoton imaging concluded that a thinning of the epidermis explained most of the difference between age groups (i.e. 18–25 years, n = 15 versus 70–75 years, n = 15) but no significant variations were found in the SC in European female volunteers39. However, no age-related differences were observed by RCM in the malar region for SC and VE (age groups 18–35 years, n = 6 and 40–60 years, n = 6)40. Similarly, a multiphoton laser tomography (MPT) study on the forearm and hand has showed no difference in VE and SC thickness between 3 age groups (mean age groups = 23.3, 47.3 and 72.1 years, n = 10 each)12. The same conclusions were drawn for the assessment of chronological and photo ageing of the forearm skin using RCM (age group 20–30 years: 9 males, 28 females; age group 50–60 years: 24 males, 14 females)41. There is undoubtedly a lack of standardisation in experimental designs studying different body sites and panels (ethnicities, phototypes, age groups). The panels studied are also generally too small to reach a level of confidence in the quantification of age-related modifications. However, the acquisition speed of LC-OCT 3D imaging (< 1 min for a full 3D stack), the field of view (1200 µm × 500 µm) and the micrometric resolution open up perspectives to generate valuable in vivo data from large cohorts of volunteers. Presently, the investigation conducted on 100 volunteers aimed at providing further insights into age-related variations./p>