Bronchoconstriction induite par l'exercice chez les écoliers

Méthodes :

Patients et conception de l'étude Il s'agira d'une étude en deux étapes menée auprès d'adolescents scolarisés. Dans un premier temps, les écoliers seront dépistés pour l'EIB pendant les cours d'éducation physique (EP). Chez tous les enfants, avant et après la leçon d'exercice physique (EP), une spirométrie sera effectuée. Les enfants avec une diminution du VEMS (>= 10 % par rapport au départ) et/ou les enfants avec des antécédents d'EIB au cours des 12 derniers mois (symptômes : dyspnée, toux, respiration sifflante, douleur thoracique pendant/après les exercices) seront invités à la clinique pour une évaluation future et qualifiés à la prochaine étape de l'étude.

Dans un deuxième temps, les enfants suspects d'EIB et leurs parents seront invités à la clinique. Trois visites sont prévues. Le traitement par les bêta-agonistes à longue durée d'action sera arrêté 24 heures avant chaque visite ; le traitement antihistaminique sera arrêté 21 jours avant la première visite.

Première visite

Chez tous les enfants, une provocation militaire standardisée avec un test de réversibilité et des tests cutanés sera effectuée. Sur la base de ces résultats, les enfants seront répartis dans les groupes suivants :

• enfants avec BEI et asthmatiques (BEI+A+)
• enfants avec EIB sans asthme (EIB+A-)
• enfants sans EIB et asthmatiques (EIB-A+)
• enfants sans EIB sans asthme (EIB-A-) Deuxième visite Vingt enfants seront choisis au hasard dans chaque groupe. Chez tous les enfants, le défi du commerce d'exercice standardisé sera à nouveau effectué ensemble. Un échantillon de sang sera prélevé avant et après la provocation avec un échantillon de condensat d'haleine expiré afin de détecter des marqueurs d'inflammation. Aussi avant et après le défi de l'exercice, l'oxyde nitrique exhalé sera mesuré.

Troisième visite Un défi de provocation bronchique avec métacholine sera effectué chez chaque enfant.

Méthodes

• antécédents médicaux et examen physique
• tests de la fonction pulmonaire Tests de la fonction pulmonaire Les tests de la fonction pulmonaire seront effectués avec une unité Master Screen (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Allemagne). Les valeurs prédites pour toutes les variables de la fonction pulmonaire sont basées sur une étude précédente de témoins sains fournie par le fabricant de l'équipement de test de la fonction pulmonaire. Les courbes débit-volume seront réalisées selon les normes de l'American Thoracic Society. La plus élevée des 3 mesures réussies sera prise et analysée. Les résultats seront exprimés en pourcentage d'une valeur prédite. Tous les sujets pourront effectuer une spirométrie.
• mesures d'oxyde nitrique expiré Les mesures de NO seront effectuées conformément aux recommandations de l'European Respiratory Society/American Thoracic Society (ERS/ATS) avec un analyseur de chimioluminescence (analyseur d'oxyde nitrique modèle 280i ; Sievers, Boulder, CO, États-Unis) et exprimées en parties par milliard . L'analyseur fournit une mesure continue en ligne du NO en une seule expiration avec une plage de détection de 0,1 à 500 ppb. Le NO environnemental sera mesuré avant et après chaque test et ne dépassera jamais 5 ppb. Tous les sujets sont étudiés en position assise, sans porter de pince-nez. Les sujets expirent à un débit constant (50 ml/s) de la capacité pulmonaire totale au volume résiduel sans retenir leur respiration. Ils maintiennent une pression buccale constante (17 cm H2O) en surveillant un affichage visuel afin d'éliminer la contamination par le NO nasal. L'espace mort et le NO nasal (qui sont reflétés par le pic de concentration de NO pendant l'expiration) et le NO des voies respiratoires inférieures (déterminé par la valeur du plateau après le pic) sont enregistrés automatiquement à l'aide du logiciel du fabricant. Trois mesures d'oxyde nitrique expiré fractionné (FeNO) de la phase de plateau seront obtenues, avec une variation inférieure à 10 %. La valeur moyenne de 3 enregistrements successifs et reproductibles sera retenue pour l'analyse statistique.
• Défi sur tapis roulant d'exercice standardisé La bronchoconstriction induite par l'exercice sera testée à l'aide d'un tapis roulant motorisé (Kettler, Ense-Parsit, Allemagne) conformément aux directives ATS/ERS. Les enfants seront invités à courir pendant 8 minutes avec une charge d'exercice sous-maximale. Le test d'effort consiste en un échauffement de 2 minutes et 6 minutes de course à l'état stable sur un tapis roulant incliné pour produire une fréquence cardiaque d'au moins 95 % du maximum prévu pour l'âge (calculé comme 220 - âge [années]) . La pente du tapis roulant est de 5,5 % (3°). De petits ajustements de la charge de travail (vitesse du tapis roulant) seront effectués, si nécessaire, pour atteindre les rythmes cardiaques ciblés. Des pinces nasales seront utilisées pendant le test et la fréquence cardiaque sera surveillée en permanence (scanner de fréquence cardiaque électronique ; Kettler). La course sous-maximale sur tapis roulant sera effectuée à la même vitesse (charge d'exercice) aux deux occasions de test (lors de la randomisation et après 4 semaines de traitement) pour chaque enfant. La température ambiante dans le laboratoire climatisé sera maintenue stable à 22°C, et l'humidité sera stable entre 40% et 50% chaque jour de l'étude. Des différences de 1°C de température et 5 mg H2 OxL-1 d'humidité de l'air les jours de test sur chaque patient seront acceptées. 14 Le VEMS sera mesuré avant la course, immédiatement après et 3, 6, 10, 15, 20 et 30 minutes après la course. Le pourcentage maximal de chute du VEMS après le test d'effort sera calculé à l'aide de la formule suivante : [(VEMS avant l'exercice - VEMS après l'exercice le plus bas) / VEMS avant l'exercice] x 100. Les valeurs FEV1 seront tracées en fonction du temps pour chaque traitement. L'aire sous la courbe (AUC) pour les valeurs FEV1 de l'exercice sur la période de 30 minutes sera calculée en utilisant une règle trapézoïdale. La BEI sera définie comme une diminution ≥ 15 % du VEMS par rapport à la ligne de base dans les 5 premières minutes suivant l'exercice.
• Les échantillons d'EBC de condensat d'air exhalé seront collectés via le dispositif EcoScreen-II (Viasys Healthcare GmbH, Berlin, Allemagne). Des échantillons de condensat d'air expiré (EBC) seront prélevés sur des enfants pendant la respiration courante tout en portant un pince-nez, comme décrit précédemment [6]. Les valves à deux voies sans réinspiration et les tubulures vers le condenseur serviront de piège à salive. Après collecte (pendant 10min), EBC sera rapidement congelé dans de petits tubes en plastique à -80°C en utilisant de la neige carbonique et sera stocké à -80°C jusqu'à l'analyse.

Le matériau sera le condensat expiré d'enfants diagnostiqués asthmatiques. L'analyse sera effectuée à l'aide du Quantibody Human Inflammation Array 3 (RayBiotech, Norcross, GA, USA) conformément aux instructions du fabricant. Ce kit de matrice ELISA multiplex permet la mesure quantitative de 40 cytokines humaines. Chaque lame de verre standard se compose de 16 puits, chacun avec un tableau d'anticorps de cytokine identique. Tous les anticorps et contrôles positifs seront imprimés en quadruple dans chaque puits.

Dans la première étape, l'anticorps de capture est lié à la surface en verre de la lame. Ensuite, 100 µl de chaque échantillon de patient et les étalons de cytokines spécifiques à la matrice de concentration connue sont ajoutés à chaque puits. Après incubation pendant 2 heures à température ambiante, la matrice est lavée 5 fois avec 150 µl de tampon de lavage I et deux fois avec 150 µl de tampon de lavage II, 5 minutes par lavage. Ensuite, le réseau est incubé pendant 2 heures avec 1,4 ml de l'anticorps conjugué à la biotine à température ambiante. Ensuite, le protocole de lavage est répété avant l'ajout de 80 µl de streptavidine conjuguée à un colorant équivalent Cy3 dans chaque puits pendant 1 heure. Après lavage de la matrice, le signal de fluorescence est détecté et quantifié avec le scanner Axon GenePix 4000B et le logiciel GenePix Pro 6.0 (Molecular Devices). Les résultats seront analysés à l'aide du logiciel Q - Analyzer (RayBiotech, Norcross, GA, USA).

• défi de provocation bronchique à la métacholine Le test de provocation bronchique à la métacholine sera réalisé à l'aide de la technique de dosimètre du système de provocation d'aérosol (APS) Pro (Erich Jaeger Gmbh-Hochberg, Allemagne) avec respiration contrôlée par marée. Après la pulvérisation du diluant physiologique, la méthacholine sera délivrée en quatre doses cumulées : 0,015 mg, 0,045 mg, 0,18 mg, 0,72 mg. Le test de provocation basé sur la métacholine (MBPT) est poursuivi avec des intervalles de 2 minutes entre les inhalations jusqu'à ce qu'une chute du volume expiratoire maximal en 1 s (FEV1) de ≥ 20 % soit obtenue. La dose provocatrice (PD20) est calculée par interpolation linéaire sur une courbe log-dose-réponse (13).
• dans l'échantillon de sang (échantillon de 5 ml) : taux sériques de tryptase et de lipoxine A4
• également dans la présente étude, un échantillon de sang sera prélevé avant et après la provocation avec un échantillon de condensat expiré afin de détecter des marqueurs d'inflammation (tels que l'interleukine (IL) -1a, IL-2, IL-5, IL-6, IL -8, IL-9, IL-12p70, IL-13, IL-17, IL-22, protéine chimiotactique des monocytes (MCP1), récepteur de type péage 2 (TLR2), protéine inflammatoire des macrophages alpha (MIP1a), plaquette facteur de croissance dérivé (PDGFBB), inhibiteur tissulaire de la métalloprotéinase deux (TIMP2), facteur de nécrose tumorale alpha (TNFalpha), protéine C réactive (CRP), facteur de croissance transformant bêta un (TGF-b1), lymphopoïétine stromale thymique (TSLP) - ELISA et cystéinyl leucotriènes, leucotriène B4 (LTB4), prostaglandine E2 - chromatographie liquide à haute pression ((PGE2-HPLC))/spectrométrie de masse).

Signification:

Évaluation pratique/Les résultats de l'étude proposée nous permettront d'évaluer la prévalence et de définir le fond inflammatoire de la bronchoconstriction induite par l'exercice (BEI) chez les écoliers. L'absence scolaire, la morbidité et la comorbidité affectant l'activité physique seront vérifiées et les patients non diagnostiqués seront traités. L'importance des facteurs environnementaux (tabagisme, type d'exercice, température et humidité de la salle d'exercice) et individuels (âge, sexe, atopie, obésité, infections récurrentes du camion respiratoire, présence de maladies chroniques) sera vérifiée.

De nouvelles découvertes/principales découvertes de l'étude permettront de définir des méthodes de prévention primaire de l'EIB sans évitement d'exercice, et de nouvelles recommandations pour le traitement de l'EIB chez les enfants :

1. Dépistage de l'EIB dans un environnement réel (pendant la leçon d'exercice à l'école) vérifié par un test d'effort standardisé en clinique
2. Définir les facteurs de risque individuels et environnementaux de l'EIB chez les enfants scolarisés
3. Cinétique des marqueurs inflammatoires (dans le condensat expiré et le sérum) lors d'une épreuve d'effort
4. Évaluation complexe du profil clinique et inflammatoire des patients atteints d'EIB avec/sans asthme.

Résultats sur le terrain/Définir les marqueurs de l'inflammation dans l'EIB et les différences possibles entre les enfants asthmatiques et non asthmatiques avec/sans EIB.

Effets/L'objectif du projet est de définir la prévalence et le contexte inflammatoire de la bronchoconstriction induite par l'exercice (EIB) chez les écoliers et de déterminer les facteurs de risque individuels et environnementaux de l'EIB. Les résultats obtenus fourniront des mesures objectives sur les processus biologiques conduisant à la bronchoconstriction pendant l'exercice, comme cela pourrait être ressenti naturellement au cours de la vie scolaire. Les résultats pourraient être appliqués dans la prise en charge des patients EIB avec ou sans asthme. Les résultats des recherches prévues seront publiés dans des revues à rayonnement national et international et présentés lors de symposiums et de conférences.