Účinky fotobiomodulace na vrozený imunitní systém novorozenců a kojenců s bronchiolitidou

Akutní virová bronchiolitida (AVB) je nejčastějším onemocněním dolních cest dýchacích u dětí a je jednou z hlavních příčin hospitalizace u dětí do dvou let, zejména v zimním období. Je charakterizován zánětem, edémem a nekrózou buněk epitelu malých dýchacích cest se zvýšenou sekrecí hlenu a bronchospasmem. Mezi nejčastější patogeny pro vznik AVB patří rhinovirus, chřipka A a B, parainfluenza, metapneumovirus, adenovirus, nicméně nejčastější a odpovědný za 70 % AVB u dětí do dvou let je respirační syncyciální virus (RSV) . RSV je vysoce nakažlivý a infekční a představuje 2–3 % hospitalizací infikovaných dětí a existují sezónní rozdíly v úrovních infekce RSV, které jsou vyšší v zimě v mírných oblastech, a to kvůli nízkým teplotám a vysoké vlhkosti podporují šíření viru.

RSV se přenáší vzduchem při kontaktu s nosním epitelem, ústy, očima nebo kontaminovanými povrchy a inkubační doba je tři až osm dní. Jakmile se virus dostane do nosu nebo úst, začne infikovat epiteliální buňky horních cest dýchacích, poté postupuje do dolních cest dýchacích a dostává se do bronchiolů, kde se snadněji replikuje, čímž se rozvine bronchiolitida. Poté dochází k zánětu a obstrukci bronchiolů, což má za následek snížené proudění vzduchu v dýchacích cestách malého kalibru, změnu schopnosti vydechovat, což vede k hyperinflaci, zvýšené produkci hlenu, atelektáze a sípání. Imunopatologie probíhá prostřednictvím exprese prozánětlivých cytokinů s následnou perivaskulární a peribronchiální infiltrací mononukleárních buněk, většinou neutrofilů a lymfocytů, což spouští nevyváženou odpověď mezi pomocnými T buňkami 1 a 2.

Kromě AVB může infekce RSV kromě možnosti pozdějšího rozvoje pískotů a astmatu vést k zápalu plic, takže narůstají obavy, jak mohou infekce RSV v prvních měsících života vést k rozvoji chronických plicních onemocnění. kromě toho, že je považován za druhý patogenní agens způsobující smrt u dětí mladších jednoho roku.

Neschopnost vrozeného imunitního systému novorozenců a dětí bojovat s infekcí RSV a jejími závažnými důsledky činí z vývoje nových strategií prevence a léčby prioritu.

Pro splnění této potřeby bylo v posledních letech dosaženo pozoruhodného pokroku ve vztahu k nízkoúrovňovému laserovému PBM aplikovanému na plicní onemocnění. PBM je neinvazivní, bez nežádoucích účinků, dostupný a dobře tolerovaný zdroj pro pacienty s diagnostikovanými plicními chorobami, jako je chronická obstrukční plicní nemoc, COVID-19 a astma. PBM je připisováno mnoho účinků a jedním z hlavních jsou jeho antioxidační a protizánětlivé účinky na buněčné úrovni. Od pronikání fotonu do tkáně, kde interaguje s intracelulárními molekulami a iniciuje řadu změn v jejím fungování, včetně membránové permeability a buněčného metabolismu, reguluje antioxidační obranu a snižuje oxidační stres.

Jahani-Sherafat a kol. (2020) ve svém přehledu vysvětlují různé hypotézy pro PBM v buněčných funkcích, první se týká cytochrom-c oxidázy, získané infračerveným světlem. Další hypotézy jsou, že fotony oddělují oxid dusnatý od enzymu a činí tento oxid dusnatý aktivním a zvyšují transport elektronů, mitochondriální membránový potenciál a produkci adenosintrifosfátu (ATP). Další hypotéza souvisí s iontovými kanály citlivými na světlo, které mohou vést k akumulaci vápníku v buňkách, a po absorpci fotonů se aktivuje několik signálních kanálů pomocí reaktivních forem kyslíku, cyklického adenosinmonofosfátu (AMP), oxidu dusnatého a vápníku, ke stimulaci transkripčních faktorů. S aktivací těchto faktorů se zvyšuje expresní gen a v důsledku toho se zvyšuje proteinová syntéza a proliferace, protizánětlivá signalizace, antiapoptotické proteiny a antioxidační enzymy.

Byly vyvinuty vědecké studie na zvířecích i lidských modelech zaměřené na snížení zánětlivých stavů vyplývajících z akutních i chronických respiračních patologií. Obecně tyto studie ukazují, že transkutánní aplikace PBM zasahuje do plic a pozitivně interferuje se zánětlivými a imunologickými procesy v plicních lézích. Může být životaschopným zdrojem jako adjuvans při léčbě respiračních patologií.

Studovat design:

Studie bude randomizovanou klinickou studií a vzorek sestával z novorozenců a kojenců ve věku od 0 do 24 měsíců s diagnózou AVB hospitalizovaných ve Fakultní nemocnici pro matky a děti na Universidade Estadual de Ponta Grossa. Projekt bude předložen ke schválení Etické komisi pro lidský výzkum a následně zaregistrován na ClinicalTrials.gov databáze.

Rodiče nebo opatrovníci novorozence nebo kojence budou pozváni k účasti ve studii, a pokud mají zájem, musí souhlasit s účastí podpisem formuláře svobodného a informovaného souhlasu. Odpovědným osobám bude vysvětlen účel studie a budou se moci kdykoli ptát na postupy, které mají být provedeny. Pokud si rodiče nebo opatrovníci přejí opustit studii, pacientova léčba nebude nijak poškozena, jak bylo stanoveno v randomizaci.

Příjem pacientů s diagnózou AVB do zúčastněných nemocnic bude denně kontrolován. Jakmile je pacient identifikován, při první fyzioterapeutické konzultaci bude odpovědná osoba pozvána k účasti na výzkumu prostřednictvím formuláře informovaného souhlasu. V případě přijetí fyzioterapeut přistoupí k otázkám na navazujícím formuláři, poté bude fyzioterapie navazovat na fyzioterapeutickou službu dle indikované randomizace. V této první konzultaci bude použit dotazník International Study of Wheezing (EISL), závažnost AVB bude určena Wangovou stupnicí a budou odebrány vzorky tracheálního sekretu. Výsledky rutinních laboratorních testů budou denně sledovány, aby byly zaznamenány hodnoty. Nový vzorek tracheálního sekretu bude odebrán čtvrtý den hospitalizace, poslední vzorek bude odebrán osmý den hospitalizace nebo dříve v případě propuštění pacienta z nemocnice. Pro další sledování bude výzkumník kontaktovat rodiče nebo opatrovníky po dokončení tříměsíčního propuštění z nemocnice, aby použili dotazník připravený autorem, který bude obsahovat následující otázky: Kolikrát mělo vaše dítě v posledních několika letech nachlazení/chřipku měsíce?; Pokud ano, potřeboval(a) být hospitalizován(a)?; Jsou očkování vašeho dítěte aktuální?; Začalo vaše dítě v tomto období navštěvovat mateřskou školu nebo školu?; Došlo ke změně v jídelníčku dítěte? (např. potravinový přechod); Všimli jste si, že je vaše dítě unavené hrát si?

Randomizace a zaslepení:

Randomizace bude provedena v blocích a generována počítačovým programem, který bude ukryt v zapečetěných a postupně očíslovaných neprůhledných obálkách, provedených někým, kdo není zapojen do studie. Každá obálka bude odpovídat jedné ze dvou studijních skupin a obálku vybere zákonný zástupce účastníka v době hodnocení. Statistický vyhodnocovatel bude zaslepený k rozdělení pacientů do skupin.

• Výpočet vzorku Aby bylo možné zamítnout nulovou hypotézu, odhaduje se, že v každé skupině bude zapotřebí 18 účastníků se silou vzorku 95 % a hodnotou p<0,05, avšak s odhadem možné ztráty 20 % v průběhu ve studii bude velikost vzorku 22 jedinců v každé skupině. Výpočet vycházel ze studie Mehaniho (2017), který analyzoval hodnoty interleukinu IL6 u skupiny dospělých s chronickou obstrukční plicní nemocí, kteří byli léčeni FBM ve srovnání se skupinou léčenou dechovými cvičenci, kde byl konečný průměr IL6 v skupina PBM byla 49,4 (10,1) a ve skupině cvičenců to bylo 62,8(11,4) s hodnotou P<0,0001.
• Statistická analýza Tabulování dat bude provedeno pomocí Microsoft Excel a statistická analýza pomocí SPSS 22.0 a GraphPad Prism 6.0. Ověření normality dat bude provedeno Kolmogorovovým-Smirnovovým testem. Proměnné s normálním rozdělením budou prezentovány jako průměr ± směrodatná odchylka, proměnné s nenormálním rozdělením budou prezentovány jako medián a interkvartilní rozmezí 25-75 % a kategorické proměnné budou prezentovány jako absolutní a relativní četnost. K identifikaci účinků FBM na BVA bude použit smíšený test ANOVA s opakovanými měřeními. Vnitroskupinovým faktorem bude alokační skupina (kontrolní skupina nebo intervenční skupina) a vnitroskupinovým faktorem bude okamžik hodnocení (D1 a Dalta pro laboratorní testy a Wangovo skóre; D1, D4 a D8/nebo propuštění pro tracheální vybít). Statistická významnost bude stanovena jako P<0,05. Následné dotazníky budou porovnány pomocí neparametrického Studentova t-testu nebo Mann-Whitneyho testu podle normality dat.

Tato studie má díky své originalitě velký potenciál pro publikaci v renomovaných vědeckých časopisech. Pokud se potvrdí hypotéza, že MBF podporuje snížení buněčného zánětlivého stavu, budou přínosy souviset s kratší hospitalizací, rychlejším řešením plicní infekce, navíc s upevněním MBF jako dalšího účinného zdroje v působení respirační fyzioterapie v léčbě. AVB v této populaci.