Riassunto analitico
Background Il laser Alba 355 (Elettronica Valseriana, Casnigo, Italia) rappresenta una nuova tecnologia laser basata sullo spettro di emissione UVA1 ed è il primo laser con una lunghezza d’onda di 355 nm. Gli effetti biologici dei raggi UVA1 sono differenti da quelli degli UVB e UVA2 e comprendono reazioni aerobie di foto-ossidazione, con formazione intermedia di radicali liberi di ossigeno ed idrogeno. Il nostro lavoro si è concentrato sull’interazione del laser con il ciclo replicativo del virus Herpes Simplex di tipo 1.
Scopo della tesi Lo scopo di questo elaborato è studiare l’attività antivirale in vitro di dosi medie del laser a 355 nm, da solo e in combinazione con acido ialuronico (HA), un glicosaminoglicano non solforato che, in uno studio precedente, ha mostrato attività antivirale nei confronti di HSV-1 (Cermelli et al., 2011).
Materiali e metodi Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando la linea cellulare VERO (cellule epiteliali di rene di Scimmia Verde Africana). Il test dell’MTT è stato utilizzato per valutare potenziali effetti citotossici dei raggi UVA1 sulla linea cellulare: la sopravvivenza cellulare è stata calcolata come percentuale della densità ottica (OD) del campione trattato in confronto con il controllo negativo (100% vitalità). L’attività antivirale del laser nei confronti di HSV-1 è stata calcolata con il metodo della titolazione virale: cellule infettate con HSV-1 sono state esposte a dosi medie di raggi UVA1 a diversi momenti dall’inizio dell’infezione. Il laser è stato applicato singolarmente o insieme ad HA (1 mg/ml). Dopo 24h dal trattamento laser, la carica virale è stata determinata su cellule VERO tramite titolazione con il metodo della diluizione limite.
Risultati e discussione Inizialmente, sono state testate dosi differenti di raggi UVA1 al fine di trovare un trattamento che avesse una tossicità accettabile: il trattamento a 50 J/cm2 per 4’09’’ ha mostrato una sopravvivenza cellulare tra l’85% e l’87% rispetto al controllo negativo. Riguardo l’attività antivirale, il solo trattamento con raggi UVA1 ha causato una riduzione di 1Log del titolo virale in campioni che erano stati esposti a HSV-1 2 ore prima. L’esposizione simultanea a laser e acido ialuronico ha mostrato una riduzione di 3Log in questi campioni. Una maggiore esposizione al virus (20 ore) prima del trattamento laser ha causato una riduzione minore, 1Log, solo in campioni trattati con laser e acido ialuronico. Esperimenti di cinetica, che hanno messo in relazione il tempo di esposizione all’HSV-1 con l’attività antivirale della radiazione UVA1, hanno mostrato una riduzione di 1Log in quasi tutti i campioni esposti unicamente al laser, mentre in campioni esposti alla combinazione di laser e acido ialuronico la riduzione è stata maggiore, compresa in un range tra 2 e 3Log. Generalmente lo spettro UVA1 è ben tollerato dai pazienti. Possiamo quindi iniziare a considerare l’utilizzo di questa tecnologia laser per applicazioni locali nel trattamento di lesioni erpetiche cutanee.
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Abstract
Background
Laser Alba 355 (Elettronica Valseriana, Casnigo, Italy) represents a new laser technology based on UVA1 spectrum and it is the first laser with a 355 nm wavelength. UVA1 biological effects are different from the effects related to UVB and UVA2 wavelengths, as they consist of aerobic photo-oxidation reactions with the intermediate creations of oxygen and hydrogen free radicals. Several studies have investigated the action mechanism of UVA1 in the therapy of skin disease. Our work focused on the laser interaction with Herpes Simplex Virus Type 1 (HSV-1) replication.
Aim
This study aims at investigating the in vitro antiviral activity of medium doses of the 355 nm radiation, both alone and in combination with hyaluronic acid (HA), a non-sulphated glycosaminoglycan which, in a previous study, showed an antiviral activity against HSV-1 (Cermelli et al., 2011).
Materials and methods
The experiments have been conducted using VERO cell line (African Green Monkey epithelial kidney cells). The MTT test was used to rule out the potential toxic effects of UVA1 on the cell line: the cell viability was calculated as a percentage of the optical density (OD) of the treated culture, in comparison with that of the untreated controls (100% viability). The antiviral activity of laser against HSV-1 was assessed by virus yield assays: cells infected with HSV-1 where exposed to medium doses of UVA1 laser starting at different time points from infection. Cells were exposed to laser alone or together with HA (1 mg/ml). After 24h from laser treatment, virus yield was titred on VERO cells by end point titration.
Results and conclusions
Initially, different doses of UVA1 were tested to find a treatment with an acceptable toxicity: treatment of 50 J/cm2 for 4’09” showed a cell viability from 85% to 87% in comparison with untreated cells. As far as the antiviral activity, treatment with UVA1 alone caused a 1Log reduction of virus yield in samples which have been exposed to HSV-1 2 hours before. Exposition to both laser and HA showed a reduction of 3Log in these samples. A longer exposition to the virus (20 hours) before laser treatment caused a lower reduction, 1Log only in samples treated with laser and HA. Kinetic experiments, which related the exposition time to HSV-1 with the antiviral activity of the radiation, showed a 1Log reduction in almost all of the samples exposed to laser alone, whereas in the samples with laser combined with HA the reduction was higher, ranging between 2 and 3Log.
Usually UVA1 spectrum is well tolerated by patients. So, we can start considering the use of this laser technology for local applications in the treatment of cutaneous herpes lesions.
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