Microbioma e Compostos Orgânicos Voláteis em Pacientes com CDH (CDHVOCS)

Objetivo: O objetivo deste estudo é avaliar as crianças que foram matriculadas com base em uma hérnia, o microbioma pulmonar e os compostos orgânicos voláteis (VOCs) no ar exalado e compará-los com um grupo controle que não possui um doença pulmonar crônica ou aguda. Além disso, a função pulmonar por espirometria, pletismografia de corpo inteiro e procedimentos de "lavagem de respiração múltipla" devem ser registrados com precisão e um exame médico esportivo, incluindo ergoespirometria. Além disso, será investigada qualquer influência dos probióticos no microbioma pulmonar em crianças com hérnia diafragmática.

Desenho do estudo: Este é um estudo prospectivo em crianças que foram tratadas cirurgicamente na primeira infância para hérnia diafragmática congênita. Após uma determinação inicial do microbioma e da composição de substâncias orgânicas voláteis no ar respiratório e nas fezes e uma medição da função pulmonar, bem como exame médico esportivo, o grupo de estudo recebe um probiótico (Omnibiotics 6, obtido do Allergosan Institute, suplementos alimentares) Por 3 meses. O microbioma e os VOCs são observados posteriormente. Os assuntos são divididos de acordo com idade, sexo, cuidados com ou sem adesivo. Além disso, a comparação com um grupo controle que não apresenta nenhuma doença pulmonar crônica ou aguda é feita de acordo com a idade e o sexo do grupo de teste. Além disso, em cooperação com a Divisão de Pneumologia Pediátrica e Alergologia do Departamento de Pediatria e Medicina do Adolescente da Universidade Médica de Graz, a função pulmonar de ex-pacientes com hérnia diafragmática (antes da administração de probióticos) e um grupo de controle deve ser medida . Em cooperação com o Centro Médico de Medicina Esportiva, o investigador também realiza um exame médico esportivo, incluindo ergoespirometria. A duração do estudo é fixada em 12 meses.

Participantes do estudo: Grupo de estudo: Crianças entre 6-16 anos de idade, matriculadas no Departamento de Cirurgia Pediátrica e Adolescente da Universidade Médica de Graz entre 2000 e 2010 devido a uma hérnia diafragmática congênita receberam um fechamento cirúrgico com ou sem correção. Grupo controle: Crianças entre 6-16 anos que não apresentam doença pulmonar. Recrutado da área ambulatorial do Departamento de Cirurgia Pediátrica e do Adolescente da Medical University of Graz. O objetivo é estabelecer contato com os pacientes acima mencionados e seus pais e obter a vontade de participar deste estudo por meio de uma carta informativa. O grupo de controle deve vir da área de ambulatório do Departamento de Cirurgia Pediátrica e Adolescente, Medical University of Graz, após a devida informação e possível consentimento.

Análise do microbioma antes do tratamento com um probiótico: Coleta de material de amostra - neste caso escarro - do trato respiratório profundo por escarro induzido após inalação de solução salina hipersalina com consequente provocação de tosse. A amostra é então ultracongelada. A medição do microbioma é realizada como um perfil comparativo baseado em rDNA 16S por meio de sequenciamento de próxima geração baseado em chip, conforme já publicado, analisado usando SnowMAn, Qiime e MOTHUR, bem como o próprio software baseado em "R". Uma profundidade de sequenciamento de 5.000 a 10.000 leituras por amostra.

Análise de VOCs antes do tratamento com probiótico: I) Coleta das amostras de gás exalado: Uma amostra de inspiração e duas de expiração são coletadas de cada sujeito (n = 3). Para o investigador de amostragem, use um sistema de amostragem automático conectado diretamente a um capnômetro. Este sistema contém a chamada microextração com armadilha de agulha (NTME) como uma técnica de microextração e atende aos requisitos de uma amostragem ideal no nível tecnicamente mais alto atualmente. As amostras de gás exalado obtidas dessa maneira são enviadas ao nosso parceiro de cooperação, ao Instituto de Análise de Gás Respiratório da Universidade de Rostock para análise. II) Análise de amostras de gás exalado: Lá, as amostras de gás exalado são transferidas termicamente para a corrente de gás inerte (He) em um injetor de um cromatógrafo. As substâncias são atribuídas de acordo com seu tempo de retenção no cromatograma e seu espectro de massa. Compostos desconhecidos no gás exalado são identificados por comparação com um banco de dados de referência baseado no espectro de massa. Dados vitais e laboratoriais, bem como informações microbiológicas, são retirados dos achados dos pacientes. III) Identificação de biomarcadores de amostras de gás exalado: A partir dos resultados das medições do paciente, são determinadas as substâncias e concentrações de substâncias que são específicas para o grupo de estudo 1 e grupo 2, ou seja, compostos que não estão presentes no grupo de comparação ou apenas em significativamente concentrações mais baixas ou mais altas. Os marcadores voláteis selecionados, bem como quaisquer contaminantes voláteis que possam ter sido detectados no ambiente, são armazenados em um banco de dados analítico de referência e, após a eliminação da contaminação, agrupados em possíveis perfis de marcadores específicos da doença. IV) Análise de amostras fecais: As amostras fecais também são enviadas ao Instituto de Análise de Gases Respiratórios da Universidade de Rostock para análise e ali analisadas após pré-concentração apropriada por microextração em fase sólida (SPME). V) Identificação de biomarcadores de amostras fecais: Isso é feito em analogia às amostras de gases exalados.

Medição da função pulmonar antes do tratamento com um probiótico: Medição da função pulmonar usando espirometria e pletismografia corporal (espirômetro Fa Jäger e pletismógrafo corporal) e processo de lavagem de nitrogênio (lavagem respiratória múltipla N2, System Exhalyzer D e Spiroware 3.1, Eco Medics AG, Duernten, Suíça). A espirometria e a pletismografia corporal são realizadas de acordo com os padrões ERS/ATS publicados. O método de "lavagem de respiração múltipla" é realizado sob respiração de repouso e detecta a (in)homogeneidade da Ventilação ao nível da capacidade residual funcional (= FRC = aquele volume pulmonar que ainda está nos pulmões após uma expiração espontânea calma é deixado para trás) . O sistema consiste em um medidor de vazão, um sistema de medição de gás de análise rápida, um sistema de administração de gás e o software de análise de computador correspondente. Como um "gás estranho" será usado 78% do gás no nitrogênio do ar (N2). Uma medição de fluxo-volume é realizada por meio de um medidor de vazão ultrassônico realizado diretamente no fluxo de inspiração e expiração da pessoa/paciente de teste e por meio de um sensor de O2 a laser usando o método de medição de corrente lateral e um sensor infravermelho de CO2 no procedimento de medição de corrente principal (= diretamente no fluxo respiratório do paciente) a respectiva concentração de gás. O componente N2 é então medido indiretamente através da concentração de O2 e CO2 (N2 = 1 - O2 - CO2). Durante a respiração espontânea calma, o paciente em um bocal de snorkel por meio de um filtro bacteriano através do medidor de fluxo 100% de oxigênio e, assim, "lava" o N2 para fora ("lavagem de respiração múltipla com N2"). Ao fazer isso, a curva fluxo-volume da respiração espontânea "online" é exibida na tela e a medição em Atingir 1/40 (= 2,5%) da concentração inicial de nitrogênio é concluída. Depois disso, espere que o sujeito esteja seguro no comprimento de duas vezes a duração da medição em torno do oxigênio da expiração. Isto é seguido pela próxima medição. Um total de 3 medições cujo valor médio serve como resultado. O chamado "índice de depuração pulmonar", que indica o número de volumes pulmonares da capacidade residual funcional, que pode ser usado para reduzir a concentração inicial de nitrogênio a 1/40 após a oxigenação ser necessária. (LCI = quociente entre volume expirado e CRF). Expressa quanto tempo leva para o gás inalado (no nosso caso, o nitrogênio que ocorre fisiologicamente no ar) através da inalação de oxigênio 100%. Para pessoas saudáveis, esse valor é em média 7 e é significativamente maior em pacientes pulmonares. Parâmetros de medição adicionais, que fazem uma declaração sobre as vias aéreas periféricas proximais aos bronquíolos terminais, por um lado, e através das vias aéreas azínicas mais distais, por outro lado, são calculados.

Exame médico esportivo: Para excluir contra-indicações para ergometria, um ECG de 12 canais em repouso e uma medição da pressão arterial em repouso (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies) são realizados no início do exame. Após a coleta dos dados antropométricos (altura, peso, IMC), a massa muscular e a massa gorda são determinadas por medição de impedância multifrequência em seis segmentos corporais (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies). A função pulmonar é medida por meio de pequena espirometria em repouso e após o exercício (Spirometer Oxycon Pro, Reiner). Para determinar o desempenho cardiopulmonar, a ergoespirometria é realizada em uma bicicleta (ergômetro Excalibur Sport, empresa Lode; unidade de espiroergometria Oxycon Pro, empresa Reiner) com aumento gradual do estresse até a exaustão subjetiva. A avaliação desses dados permite tirar conclusões sobre o sistema limitante do desempenho (sistema cardiovascular, pulmões, musculatura), além da determinação do desempenho aeróbico.

Análise do microbioma/VOCs após o tratamento com um probiótico: Após amostragem para análise do microbioma e VOC e realização de medições da função pulmonar e exame médico esportivo, os participantes do grupo de estudo tomarão um probiótico (Omnibiotic 6, adquirido do Allergosan Institute, suplemento dietético ) por um período de 3 meses. Imediatamente depois e mais um mês depois, são feitas medições do microbioma pulmonar e dos VOCs na respiração.