Microbioma y compuestos orgánicos volátiles en pacientes con HDC (CDHVOCS)

Objetivo: El objetivo de este estudio es evaluar a los niños que han sido reclutados sobre la base de una hernia, el microbioma pulmonar y los compuestos orgánicos volátiles (COV) en el aire exhalado y compararlos con un grupo de control que no tiene un Enfermedad pulmonar crónica o aguda. Además, se registrará con precisión la función pulmonar mediante espirometría, pletismografía de cuerpo entero y procedimientos de "lavado de respiración múltiple" y un examen médico deportivo, incluida la ergoespirometría. Además, se investigará cualquier influencia de los probióticos en el microbioma pulmonar en niños con hernia diafragmática.

Diseño del estudio: Este es un estudio prospectivo en niños que fueron tratados quirúrgicamente en la primera infancia por hernia diafragmática congénita. Tras una determinación inicial del microbioma y la composición de sustancias orgánicas volátiles en el aire respirable y las heces y una medición de la función pulmonar así como un reconocimiento médico deportivo, el grupo de estudio recibe un probiótico (Omnibiotics 6, obtenido del Instituto Allergosan, complementos alimenticios) Por 3 meses. Posteriormente se observa el microbioma y los COV. Los sujetos se dividen según edad, sexo, cuidados con o sin parche. Además, se hace una comparación con un grupo de control que no presenta ninguna enfermedad pulmonar crónica o aguda según la edad y el sexo del grupo de prueba. Además, en cooperación con la División de Neumología Pediátrica y Alergología del Departamento de Pediatría y Medicina del Adolescente de la Universidad Médica de Graz, se medirá la función pulmonar de pacientes con hernias diafragmáticas anteriores (antes de la administración de probióticos) y un grupo de control. . En cooperación con el Centro Médico de Medicina Deportiva, el investigador también realiza un examen médico deportivo que incluye ergoespirometría. La duración del estudio se establece en 12 meses.

Participantes del estudio: Grupo de estudio: Niños entre 6 y 16 años de edad, inscritos en el Departamento de Cirugía Pediátrica y Adolescente de la Universidad Médica de Graz entre 2000 y 2010 debido a una hernia diafragmática congénita que han recibido un cierre quirúrgico con o sin parche. Grupo de control: Niños entre 6-16 años que no tienen enfermedad pulmonar. Reclutado en el área de pacientes ambulatorios del Departamento de Cirugía Pediátrica y del Adolescente de la Universidad Médica de Graz. El objetivo es establecer contacto con los pacientes mencionados y sus padres y lograr la disposición a participar en este estudio a través de una carta informativa. El grupo de control debe provenir del área de pacientes ambulatorios del Departamento de Cirugía Pediátrica y del Adolescente de la Universidad Médica de Graz, después de la información adecuada y el posible consentimiento.

Análisis del microbioma antes del tratamiento con un probiótico: Recogida de material de muestra, en este caso esputo, de las vías respiratorias profundas mediante esputo inducido tras la inhalación de solución salina hipersalina con la consiguiente provocación de tos. A continuación, la muestra se ultracongela. La medición del microbioma se realiza como un perfil comparativo basado en el ADNr 16S a través de la secuenciación de próxima generación basada en chips, como ya se publicó, analizada con SnowMAn, Qiime y MOTHUR, así como con el propio software basado en "R". Una profundidad de secuenciación de 5000-10 000 lecturas por muestra.

Análisis de COVs antes del tratamiento con un probiótico: I) Toma de muestras de gases exhalados: Se toma una muestra de inspiración y dos de espiración de cada sujeto (n = 3). Para el investigador de muestreo, utilice un sistema de muestreo automático que esté directamente conectado a un capnómetro. Este sistema contiene la llamada microextracción con trampa de aguja (NTME) como técnica de microextracción y cumple con los requisitos de un muestreo óptimo en el nivel técnico más alto actual. Las muestras de gas exhalado obtenidas de esta manera se envían luego a nuestro socio de cooperación, al Instituto de Análisis de Gas Respirable de la Universidad de Rostock para su análisis. II) Análisis de muestras de gas exhalado: Allí, las muestras de gas exhalado se transfieren térmicamente a la corriente de gas portador inerte (He) en un inyector de un cromatógrafo. Las sustancias se asignan según su tiempo de retención en el cromatograma y su espectro de masas. Los compuestos desconocidos en el gas exhalado se identifican por comparación con una base de datos de referencia basada en el espectro de masas. Los datos vitales y de laboratorio, así como la información microbiológica, se toman de los hallazgos de los pacientes. III) Identificación de biomarcadores de muestras de gases exhalados: A partir de los resultados de las mediciones de los pacientes, se determinan aquellas sustancias y concentraciones de sustancias que son específicas para el grupo de estudio 1 y el grupo 2, es decir, compuestos que no están presentes en el grupo de comparación o solo en cantidades significativas. concentraciones más bajas o más altas. Los marcadores volátiles seleccionados, así como cualquier contaminante volátil que pueda haberse detectado en el medio ambiente, se almacenan en una base de datos de referencia analítica y, después de eliminar la contaminación, se agrupan en perfiles de marcadores posiblemente específicos de enfermedades. IV) Análisis de muestras fecales: Las muestras fecales también se envían al Instituto de Análisis de Gases Respiratorios de la Universidad de Rostock para su análisis y se analizan allí tras una preconcentración adecuada mediante microextracción en fase sólida (SPME). V) Identificación de biomarcadores de muestras fecales: Se realiza de forma análoga a las muestras de gases exhalados.

Medición de la función pulmonar antes del tratamiento con un probiótico: Medición de la función pulmonar mediante espirometría y pletismografía corporal (espirómetro Fa Jäger y pletismógrafo corporal) y proceso de lavado de nitrógeno (lavado de respiración múltiple N2, System Exhalyzer D y Spiroware 3.1, Eco Medics AG, Duernten, Suiza). La espirometría y la pletismografía corporal se realizan de acuerdo con los estándares ERS/ATS publicados. El método de "lavado de múltiples respiraciones" se realiza con respiración en reposo y detecta la (in)homogeneidad de la ventilación al nivel de la capacidad residual funcional (= FRC = el volumen pulmonar que aún queda en los pulmones después de una exhalación espontánea tranquila) . El sistema consta de un medidor de flujo, un sistema de medición de gases de análisis rápido, un sistema de administración de gases y el software de análisis informático correspondiente. Como "gas extraño" se utilizará el 78% del gas en el aire que se produce nitrógeno (N2). Se realiza una medición de flujo-volumen a través de un medidor de flujo ultrasónico realizado directamente en el flujo de inhalación y exhalación de la persona/paciente de prueba y a través de un sensor de O2 láser usando el método de medición de corriente lateral y un sensor de CO2 infrarrojo en el procedimiento de medición de corriente principal (= directamente en el flujo respiratorio del paciente) la concentración de gas correspondiente. El componente de N2 se mide indirectamente a través de la concentración de O2 y CO2 (N2 = 1 - O2 - CO2). Durante la respiración espontánea tranquila, el paciente en una boquilla de snorkel a través de un filtro bacteriano a través del medidor de flujo 100% de oxígeno y, por lo tanto, "lava" N2 ("lavado de respiración múltiple N2"). Al hacerlo, la curva de flujo-volumen de la respiración espontánea "en línea" se muestra en la pantalla y se completa la medición al alcanzar un 1/40 (= 2,5%) de la concentración de nitrógeno inicial. Después de eso, espere que el sujeto esté a salvo en la duración del doble de la duración de la medición alrededor del oxígeno de la exhalación. Esto es seguido por la siguiente medición. Un total de 3 mediciones cuyo valor medio sirve como resultado. El llamado "índice de depuración pulmonar", que indica el número de volúmenes pulmonares de capacidad residual funcional, que se puede utilizar para reducir la concentración inicial de nitrógeno a 1/40 después de que se requirió la oxigenación. (LCI = cociente entre volumen espirado y FRC). Expresa el tiempo que tarda el gas inhalado (en nuestro caso, el nitrógeno que se produce fisiológicamente en el aire) a través de la inhalación de oxígeno al 100%. Para personas sanas, este valor es en promedio 7 y es significativamente mayor en pacientes pulmonares. Se calculan parámetros de medición adicionales, que hacen una declaración acerca de las vías respiratorias periféricas proximales a los bronquiolos terminales por un lado y a través de las vías respiratorias de azina más distales por otro lado.

Examen médico deportivo: Para descartar contraindicaciones para la ergometría, se realiza un ECG de reposo de 12 canales y una medición de la presión arterial en reposo (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies) al comienzo del examen. Después de recopilar los datos antropométricos (altura, peso, IMC), la masa muscular y la masa grasa se determinan mediante la medición de impedancia multifrecuencia en seis segmentos corporales (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies). La función pulmonar se mide mediante una pequeña espirometría en reposo y después del ejercicio (Spirometer Oxycon Pro, Reiner). Para determinar el rendimiento cardiopulmonar se realiza una ergoespirometría en bicicleta (ergómetro Excalibur Sport, empresa Lode; equipo de espiroergometría Oxycon Pro, empresa Reiner) con un aumento gradual del estrés hasta el agotamiento subjetivo. La evaluación de estos datos permite extraer conclusiones sobre el sistema limitante del rendimiento (sistema cardiovascular, pulmones, musculatura) además de la determinación del rendimiento aeróbico.

Análisis de microbioma/COV después del tratamiento con un probiótico: Después de tomar muestras para el análisis de microbioma y COV y realizar mediciones de función pulmonar y un examen médico deportivo, los participantes en el grupo de estudio tomarán un probiótico (Omnibiotic 6, adquirido del Instituto Allergosan, suplemento dietético ) por un período de 3 meses. Inmediatamente después y un mes más tarde, se toman medidas del microbioma pulmonar y de los COV en el aliento.