Effetti della fotobiomodulazione sul sistema immunitario innato di neonati e bambini con bronchiolite

La bronchiolite virale acuta (AVB) è la malattia più comune delle basse vie respiratorie nei bambini, essendo una delle principali cause di ricovero ospedaliero nei bambini sotto i due anni di età, soprattutto in inverno. È caratterizzata da infiammazione, edema e necrosi delle cellule dell'epitelio delle piccole vie aeree, con aumento della secrezione di muco e broncospasmo. Tra i patogeni più comuni per lo sviluppo dell'AVB ci sono il rinovirus, l'influenza A e B, la parainfluenza, il metapneumovirus, l'adenovirus, tuttavia, il più comune e responsabile del 70% dell'AVB nei bambini sotto i due anni di età è il virus respiratorio sinciziale (RSV) . L'RSV è altamente contagioso e infettivo, rappresentando il 2-3% dei ricoveri ospedalieri di bambini infetti, ed esiste una variazione stagionale nei livelli di infezione da RSV, che sono più elevati durante l'inverno nelle regioni temperate, e ciò si verifica perché le basse temperature e l'elevata umidità favorire la proliferazione del virus.

L'RSV si trasmette attraverso l'aria a contatto con l'epitelio nasale, la bocca, gli occhi o le superfici contaminate e il tempo di incubazione va dai tre agli otto giorni. Non appena il virus raggiunge il naso o la bocca, inizia a infettare le cellule epiteliali delle prime vie respiratorie, per poi progredire verso le vie aeree inferiori raggiungendo i bronchioli dove si replica più facilmente, sviluppando così la bronchiolite. Si verifica quindi l'infiammazione e l'ostruzione dei bronchioli, con conseguente riduzione del flusso d'aria nelle vie aeree di piccolo calibro, alterazione della capacità di espirazione, che porta a iperinflazione, aumento della produzione di muco, atelettasia e respiro sibilante. L'immunopatologia si verifica attraverso l'espressione di citochine proinfiammatorie con successiva infiltrazione perivascolare e peribronchiale di cellule mononucleate, principalmente neutrofili e linfociti, innescando una risposta sbilanciata tra le cellule T helper 1 e 2.

Oltre all'AVB, l'infezione da RSV può portare a polmonite oltre alla possibilità di sviluppo successivo di respiro sibilante e asma, quindi cresce la preoccupazione su come le infezioni da RSV nei primi mesi di vita possano portare allo sviluppo di malattie polmonari croniche. oltre ad essere considerato il secondo agente patogeno causa di morte nei bambini al di sotto di un anno di età.

L’incapacità del sistema immunitario innato dei neonati e dei bambini di combattere l’infezione da RSV e le sue gravi conseguenze rende prioritario lo sviluppo di nuove strategie di prevenzione e trattamento.

Per soddisfare questa esigenza, negli ultimi anni sono stati compiuti notevoli progressi in relazione alla PBM laser a bassa potenza applicata alle malattie polmonari. La PBM è una risorsa non invasiva, priva di effetti avversi, accessibile e ben tollerata per i pazienti con diagnosi di malattie polmonari come la broncopneumopatia cronica ostruttiva, COVID-19 e asma. Al PBM vengono attribuiti molti effetti e uno dei principali è il suo effetto antiossidante e antinfiammatorio a livello cellulare. Dalla penetrazione del fotone nel tessuto dove interagisce con le molecole intracellulari e avvia una serie di cambiamenti nel suo funzionamento, tra cui la permeabilità della membrana e il metabolismo cellulare, regolando le difese antiossidanti e riducendo lo stress ossidativo.

Jahani-Sherafat et al. (2020) nella loro revisione spiegano le varie ipotesi per il PBM nelle funzioni cellulari, la prima si riferisce alla citocromo-c ossidasi, ottenuta mediante luce infrarossa. Altre ipotesi sono che i fotoni separino l'ossido nitrico dall'enzima e lo rendano attivo e aumentino il trasporto di elettroni, il potenziale della membrana mitocondriale e la produzione di adenosina trifosfato (ATP). Un'altra ipotesi è legata ai canali ionici sensibili alla luce che possono portare all'accumulo di calcio nelle cellule e, dopo l'assorbimento dei fotoni, diversi canali di segnalazione vengono attivati ​​utilizzando specie reattive dell'ossigeno, adenosina monofosfato ciclico (AMP), ossido nitrico e calcio, portando alla stimolazione dei fattori di trascrizione. Con questi fattori attivati, l'espressione del gene aumenta e, di conseguenza, aumenta la sintesi e la proliferazione proteica, la segnalazione antinfiammatoria, le proteine ​​anti-apoptotiche e gli enzimi antiossidanti.

Sono stati sviluppati studi scientifici, sia su modelli animali che umani, focalizzati sulla riduzione delle condizioni infiammatorie derivanti da patologie respiratorie sia acute che croniche. In generale, questi studi dimostrano che l’applicazione transcutanea del PBM raggiunge i polmoni e interferisce positivamente con i processi infiammatori e immunologici nelle lesioni polmonari. Può costituire una valida risorsa come coadiuvante nel trattamento delle patologie respiratorie.

Progettazione dello studio:

Lo studio sarà uno studio clinico randomizzato e il campione era costituito da neonati e bambini da zero a 24 mesi di età, con diagnosi di AVB ricoverati presso l'Ospedale Universitario Materno e Infantile dell'Universidade Estadual de Ponta Grossa. Il progetto sarà sottoposto all'approvazione del Comitato Etico per la Ricerca Umana e successivamente registrato su ClinicalTrials.gov Banca dati.

I genitori o tutori del neonato o del bambino saranno invitati a partecipare allo studio e, se interessati, dovranno acconsentire a partecipare firmando il modulo di consenso libero e informato. Lo scopo dello studio verrà spiegato ai responsabili e questi potranno porre domande in qualsiasi momento sulle procedure da eseguire. Se i genitori o i tutori desiderano lasciare lo studio, non ci sarà alcun danno al trattamento del paziente, che sarà quello stabilito nella randomizzazione.

L'ammissione dei pazienti con diagnosi di AVB negli ospedali partecipanti sarà controllata quotidianamente. Non appena il paziente verrà identificato, nella prima visita di fisioterapia, il responsabile sarà invitato a partecipare alla ricerca attraverso il modulo di consenso informato. In caso di accettazione, il fisioterapista procederà con le domande presenti sul modulo di follow-up, dopodiché il fisioterapista seguirà la prestazione fisioterapica secondo la randomizzazione indicata. In questa prima consultazione verrà applicato il questionario International Study of Wheezing (EISL), la gravità dell'AVB sarà determinata dalla scala Wang e verranno raccolti campioni di secrezione tracheale. I risultati dei test di laboratorio di routine saranno monitorati quotidianamente per registrare i valori. Un nuovo campione di secrezione tracheale verrà raccolto il quarto giorno di ricovero, l'ultimo campione verrà raccolto l'ottavo giorno di ricovero o prima se il paziente viene dimesso dall'ospedale. Per il follow-up, il ricercatore contatterà i genitori o tutori dopo aver completato tre mesi di dimissione dall'ospedale per applicare un questionario preparato dall'autore che conterrà le seguenti domande: Quante volte tuo figlio ha avuto un raffreddore/influenza negli ultimi anni? mesi?; Se sì, è stato necessario il ricovero in ospedale?; Le vaccinazioni di tuo figlio sono aggiornate?; Suo figlio ha iniziato a frequentare l'asilo nido o la scuola durante questo periodo?; C'è stato un cambiamento nella dieta del bambino? (per esempio. transizione alimentare); Noti che tuo figlio è stanco di giocare?

Randomizzazione e accecamento:

La randomizzazione sarà effettuata in blocchi e generata da un programma per computer, nascosto in buste opache sigillate e numerate in sequenza, implementate da qualcuno che non è coinvolto nello studio. Ciascuna busta corrisponderà ad uno dei due gruppi di studio e una busta verrà scelta dal tutore del partecipante al momento della valutazione. Il valutatore statistico sarà cieco rispetto all'assegnazione dei pazienti nei gruppi.

• Calcolo del campione Per rifiutare l'ipotesi nulla, si stima che saranno necessari 18 partecipanti in ciascun gruppo con una potenza campionaria del 95% e un valore di p<0,05, stimando però una possibile perdita del 20% nel corso del Nello studio, la dimensione del campione sarà di 22 individui in ciascun gruppo. Il calcolo si è basato sullo studio di Mehani (2017), che ha analizzato i valori di interleuchina IL6 in un gruppo di adulti con broncopneumopatia cronica ostruttiva trattati con FBM rispetto a un gruppo trattato con esercizi respiratori, dove la media finale di IL6 in il gruppo PBM era 49,4 (10,1) e nel gruppo degli atleti era 62,8(11,4) con un valore di P<0,0001.
• Analisi statistica La tabulazione dei dati verrà eseguita utilizzando Microsoft Excel e l'analisi statistica utilizzando SPSS 22.0 e GraphPad Prism 6.0. La verifica della normalità dei dati verrà effettuata mediante il test di Kolmogorov-Smirnov. Le variabili con distribuzione normale saranno presentate come media ± deviazione standard, le variabili con distribuzione non normale saranno presentate come mediana e intervallo interquartile 25-75% e le variabili categoriche saranno presentate come frequenza assoluta e relativa. Per identificare gli effetti dell'FBM sul BVA, verrà utilizzato il test ANOVA a misure ripetute miste. Il fattore intragruppo sarà il gruppo di assegnazione (gruppo di controllo o gruppo di intervento) e il fattore intragruppo sarà il momento della valutazione (D1 e Dalta per esami di laboratorio e punteggio Wang; D1, D4 e D8/o dimissione per esami tracheali scarico). La significatività statistica sarà determinata come P<0,05. I questionari di follow-up verranno confrontati utilizzando il test t di Student non parametrico o il test di Mann-Whitney in base alla normalità dei dati.

Grazie alla sua originalità, questo studio ha un grande potenziale per la pubblicazione su rinomate riviste scientifiche. Se fosse confermata l’ipotesi che MBF favorisca la riduzione dello stato infiammatorio cellulare, i benefici saranno legati ad una degenza ospedaliera più breve, ad una risoluzione più rapida dell’infezione polmonare, oltre a consolidare MBF come un’altra risorsa efficace nell’azione fisioterapica respiratoria nel trattamento di AVB in questa popolazione.