Evaluación de síntomas de pacientes con rinitis alérgica utilizando una cámara de exposición a alérgenos

Las alergias transmitidas por el aire se están convirtiendo en un problema social creciente. El diagnóstico adecuado, la evaluación de la eficacia de la inmunoterapia específica con alérgenos (TIA) y la comprensión de las farmacoterapias son puntos clave para abordar este problema. Sin embargo, la estandarización de estos procedimientos requiere concentraciones estables de alérgenos, condiciones ambientales estables (por ejemplo, humedad y temperatura) y la capacidad de causar signos alérgicos de manera repetible. Las cámaras de exposición a alérgenos (AEC) proporcionan condiciones ambientales estables, independientes de factores externos, y la concentración de partículas alergénicas dispersas está bien controlada y es estable durante los desafíos en AEC ^1,2.

La prueba de provocación con alérgenos es la base para diagnosticar alergias en el aire porque proporciona evidencia directa de la relevancia clínica de un alérgeno específico para los síntomas y la gravedad de la enfermedad alérgica. El diagnóstico alérgico clásico incluye provocaciones nasales, conjuntivales y bronquiales ^3,4,5. Sin embargo, la prueba de provocación con alérgenos en un AEC parece ser la más cercana a la exposición a alérgenos naturales⁶.

Este estudio tiene como objetivo presentar un método seguro y eficaz para desafiar a los participantes con diversos alérgenos en el aire en un AEC para desencadenar síntomas alérgicos significativos correspondientes a la exposición natural. Este método es adecuado para la inducción de características patológicas de enfermedades respiratorias, incluyendo rinitis alérgica y asma, como criterio de valoración en las pruebas de eficacia de la TIA y podría contribuir y acelerar el desarrollo clínico de tratamientos farmacológicos 2,3,7,8,9,10.

Hay más de una docena de AEC en el mundo¹¹. Sin embargo, los AEC no son comparables entre sí porque están diseñados individualmente, utilizan diferentes tipos de alérgenos (por ejemplo, ácaros del polvo doméstico [HDM], polen de abedul, polen de hierba, gato, polen de ambrosía o polen de cedro japonés) y tienen diferentes sistemas de medición para las partículas distribuidas 12,13,14,15,16,17,18,19 . Por lo tanto, cada AEC debe validarse para alérgenos individuales. La validación AEC asegura que la concentración adecuada del alérgeno es segura y que los síntomas se inducen en los pacientes. El ALL-MED AEC está validado para alérgenos HDM²⁰.

El ALL-MED AEC se encuentra en el Instituto de Investigación Médica de Wroclaw, Polonia. La instalación puede acomodar cómodamente de 15 a 20 personas durante una prueba. La instalación consta de una sala con una superficie de 12^m2, a la que se accede mediante una esclusa de aire para evitar que entren partículas del entorno externo. El equipo (asientos, paredes, etc.) está compuesto por superficies accesibles y no adhesivas que se pueden lavar, como cuero ecológico, plástico y metal. Las sillas son móviles, lo que permite diferentes configuraciones. La ventana de visualización y la comunicación del micrófono permiten un monitoreo constante de los sujetos (Figura 1). La acumulación de partículas se mide mediante un contador de partículas láser (LPC). Las partículas se pueden clasificar en diferentes rangos, incluyendo 0-20 μm, 20-50 μm y 50-100 μm, y los resultados se dan en partículas por metro cúbico (p / m³) durante una unidad de tiempo específica (por ejemplo, cada minuto). Hay dos salas de accesorios junto al AEC, donde los pacientes se someten a pruebas antes de ingresar a la cámara. El equipo de rescate consiste en un desfibrilador y otros dispositivos de reanimación alojados en la instalación. Al menos dos trabajadores de la salud, incluido un médico, están presentes durante cada desafío.

Este artículo presenta un protocolo que se adhiere a las directrices del Comité de Bioética de la Universidad Médica de Wroclaw en Polonia. Todos los participantes eran legalmente competentes y proporcionaron su consentimiento informado por escrito para participar en el estudio. También se les informó de que tenían la opción de retirarse en cualquier momento sin dar una razón.

1. Limpieza del AEC

NOTA: La limpieza se puede hacer antes que el día del experimento.

1. Aspire todas las superficies, incluidos los muebles y el piso, con una aspiradora con filtro de partículas de aire de alta eficiencia (HEPA).
2. Limpie todas las superficies lavables con una toallita húmeda, incluidos los muebles, las paredes, las ventanas y el piso.
3. Encienda el compresor, que hace circular aire a través del sistema AEC (conducto de suministro de alérgenos).
4. Encienda los ventiladores de piso y techo para que el aire entrante se mezcle regularmente en condiciones turbulentas.
5. Sople el conducto de suministro de alérgenos con aire limpio durante 30 minutos ajustando la "longitud de inyección" y la "interrupción entre inyecciones" de la estación de control del alimentador a sus valores máximos.
6. Verifique la contaminación por el alérgeno monitoreando el número de partículas en el contador de partículas láser (LPC)²¹.
   1. En el menú principal, pulse Configuración | Muestra. Utilice los siguientes parámetros: muestreo durante 1 minuto, 000 ciclos, 0 minutos de retardo, mantener durante 0 minutos y unidades de metros cúbicos (m³).
      NOTA: El LPC comenzará a contar las partículas inmediatamente y luego contará las partículas durante 1 minuto sin un intervalo entre cada medición. El LPC medirá las muestras hasta que se detengan manualmente y luego calculará las partículas por metro cúbico (p / m³).
   2. En el menú principal, pulse Configuración | Partículas. Seleccione todas las opciones.
      NOTA: El LPC medirá todas las partículas de hasta 100 μm (rango completo).
   3. Lea el resultado en el programa de computadora (por ejemplo, LMS Express 7).
      NOTA: La cabina está limpia cuando el número de partículas por metro cúbico (p/m³) es inferior a 50 p/^m3 y las partículas están en el rango entre 0-100 μm durante al menos 10 min.

2. Funcionamiento del AEC

NOTA: La atmósfera en la cabina debe ser monitoreada regularmente por un ingeniero, quien establece que los parámetros son constantes durante la prueba. Los parámetros deben estabilizarse antes de que los participantes ingresen.

1. Medio ambiente
2. Encienda el compresor, que hace circular aire por todo el AEC.
   1. Ajuste la temperatura a 21 °C ± 0,5 °C en el sistema de control de temperatura (Tabla de materiales).
      NOTA: La temperatura puede variar entre 18°C y 27°C, si es necesario.
   2. Encienda los ventiladores giratorios de piso y techo.
   3. Encienda el humidificador en la estación de control del alimentador (Tabla de materiales).
   4. Ajuste el cambio de aire por hora (ACH) entre 5 y 20 ajustando la perilla "suministro de aire" en la estación de control del alimentador a la posición entre 40% -100%. Mida la humedad relativa y la concentración de_CO2 con un medidor de calidad del aire.
      NOTA: El aire exterior fresco se aspira a través de filtros HEPA. Controle la humedad relativa (típicamente 40% a 58%) y la concentración de dióxido de carbono (CO₂) (por debajo de 900 partes por millón [ppm]). Ajuste el ACH para que tanto la humedad como el_CO2 estén dentro del rango normal. Los valores de humedad y_CO2 son muy susceptibles al número de participantes.
3. Generación y conteo de partículas
   NOTA: Se utilizan extractos alergénicos estandarizados y liofilizados. Las partículas se inyectan en el conducto de suministro de aire y se soplan en el AEC a través de un alimentador controlado por computadora. La concentración de partículas se puede ajustar entre 500/m3 y 10.000/^m3. Se obtiene una distribución homogénea y espacialmente estable de partículas mediante una mezcla turbulenta para garantizar que las partículas alergénicas circulen en lugar de caer y acumularse en el suelo.
   1. Configure el LPC para contar las partículas durante 1 minuto (repita el paso 1.6.1).
   2. Establezca el valor de las partículas monitoreadas en el rango de 0-20 μm. En el menú principal, pulse Configuración | Partículas. Marque "5, 10, 20 μm". El LPC medirá todas las partículas en el rango de 0-20 μm.
      NOTA: Las partículas se pueden clasificar en rangos, incluyendo 0-20 μm, 20-50 μm y 50-100 μm, si es necesario para monitorear un alérgeno diferente.
   3. Coloque el alérgeno en el alimentador. Ajuste la "duración de inyección" a 100 ms (rango 10-200 ms) y la "pausa entre inyecciones" a 1,5 min (rango 0,3-3,0 min) en la estación de control del alimentador.
      NOTA: Para la validación ALL-MED AEC, se utilizaron cuerpos de ácaros Dermatophagoides pteronyssinus (Dp ) secos y purificados (Tabla de materiales) para el desafío HMD, y 5,000 p / m³ fue la concentración óptima²⁰.
   4. Monitoree el número de partículas (p/m³). Ajuste ambos parámetros de forma continua cambiando sus valores.
4. Después de completar cada prueba, descargue todos los datos medidos (p / m³, concentración de_CO2 ) de la computadora a una unidad externa. Analice los datos (Figura 2).

3. Medidas de seguridad

1. Pruebe a los participantes con una prueba PCR para el virus del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) 36-24 h antes de ingresar al AEC. Solo permita que los participantes con un resultado negativo de PCR ingresen al AEC.
   NOTA: Este paso no es obligatorio y depende de las restricciones locales de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). Los pacientes en la cabina no usan máscaras protectoras.

4. Examen en cabina y criterios de valoración clínicos

NOTA: Para los criterios de inclusión y exclusión, así como las características de los participantes, ver Tabla Suplementaria 1. Los participantes fueron expuestos a alérgenos HDM a una concentración de 5.000 p/^m3 durante una duración de 120 min, según la validación del ALL-MED AEC²⁰.

1. Desinfecte las manos de los participantes antes de los exámenes, ya que los componentes del dispositivo que tocan pueden ser una fuente de transmisión de infecciones. Esta recomendación es esencial, especialmente durante una epidemia o pandemia de enfermedades virales.
2. Monitorear constantemente la condición de los participantes a través de la ventana de visualización y estar en contacto de voz a través del sistema de micrófono (Tabla de materiales).
3. Antes de que el participante ingrese al AEC, solicite que se ponga un mono desechable con una capucha (Tabla de materiales) para protegerse contra la infiltración de partículas no alergénicas y la posible contaminación de la ropa.
4. Antes de que el participante ingrese al AEC, proporcióneles una caja que contenga todas las puntas desechables del instrumento necesarias para usar durante el examen: una punta de espirometría y un tapón nasal, una máscara de materia de flujo inspiratorio desechable, una punta de medidor de flujo máximo (PFM), puntas ARM, un control remoto para el cuestionario, un paquete de pañuelos y una bolsa de plástico de riesgo biológico para la secreción nasal.
5. Realice criterios de valoración clínicos siguiendo los pasos que se indican a continuación. Repita el ARM, PNIF, PERF y FEV₁ Pruebas antes del experimento y después de 60 min y 120 min. Asegúrese de que los participantes completen la encuesta TNSS cada 30 minutos (Figura 3). Para la comodidad de los participantes, realice las pruebas individualmente en una sala junto al AEC.
   NOTA: Para pruebas eficientes, haga que los participantes ingresen a la cabina a intervalos de 10 minutos. Como resultado, las mediciones para cada sujeto se tomarán en diferentes momentos reales, y cada paciente pasará un total de 120 minutos dentro del AEC. El cambio de tiempo también permite a los miembros del personal ayudar e interactuar con los participantes durante el proceso de prueba. En total, la AEC opera durante aproximadamente 210 min.
   1. Secreción nasal (parámetro objetivo)
      NOTA: Los participantes deben tener paquetes idénticos de pañuelos y bolsas de plástico. Esto es necesario para comparar los pesos.
      1. Indique a los participantes que coloquen los pañuelos usados en una bolsa de plástico. Después de que se haya completado el desafío de 2 h, haga que los participantes también coloquen los pañuelos no utilizados en la misma bolsa. Si es necesario, proporcione pañuelos adicionales y bolsas de plástico.
      2. Recoja todas las bolsas después de que termine la prueba. Determine el peso de las secreciones nasales pesando los pañuelos usados en las bolsas de plástico. Reste el peso de los pañuelos y bolsas de plástico no utilizados de cada medición para obtener el peso de las secreciones nasales (Figura 4A).
   2. Encuesta de síntomas nasales (evaluación subjetiva)
      1. Muestre las preguntas de la encuesta en la pantalla del televisor.
      2. Pídale al paciente que se autoevalúe antes del desafío y cada 30 minutos durante el desafío seleccionando el número en el control remoto que corresponde a la gravedad de cada síntoma (pregunta). Evaluar los síntomas nasales con base en la encuesta de puntuación total de síntomas nasales (TNSS) (Tabla 1).
      3. Envíe al participante un correo electrónico con el cuestionario TNSS. Pídales que completen el cuestionario en casa a las 4 h y 24 h después del desafío y envíen los resultados.
      4. Una vez finalizado el desafío, descargue las respuestas y calcule el puntaje total de cada encuesta (Figura 4B).
   3. Rinometría acústica (ARM) (parámetro objetivo)
      NOTA: Para calcular las diferencias en el área de sección transversal mínima (MCA), todas las mediciones de un participante deben guardarse en un solo archivo. De lo contrario, el análisis no será posible.
      1. Realiza la prueba tres veces: antes del desafío, 60 minutos después del desafío y 120 minutos después del desafío.
      2. Coloque la punta apropiada de la cabeza del rinómetro contra la fosa nasal (azul para la fosa nasal izquierda). Compruebe si está apretado. Pídale al participante que contenga la respiración durante 3 s y luego comience el programa.
         NOTA: En caso de un resultado poco claro, repita la prueba.
      3. Repita para la otra fosa nasal con la punta apropiada (rojo para la fosa nasal derecha).
      4. Una vez finalizado el desafío, calcule el MCA (Figura 4C).
   4. Flujo inspiratorio nasal máximo (PNIF) (parámetro objetivo)
      NOTA: PNIF mide directamente el flujo de aire nasal durante la inspiración máxima y determina el grado de obstrucción de la nariz.
      1. Realiza la prueba tres veces: antes del desafío, 60 minutos después del desafío y 120 minutos después del desafío.
      2. Pídale al participante que desinfle sus pulmones profundamente. Luego, coloque la máscara medidora de flujo inspiratorio desechable conectada con el medidor de flujo en su cara e indíqueles que inhalen por la nariz al máximo (Figura 4D).
      3. Asegúrese de que el medidor de flujo inspiratorio esté en posición horizontal durante toda la prueba. Registre el promedio de la mejor de tres mediciones.
   5. Caudal espiratorio máximo PEFR (parámetro de seguridad)
      NOTA: El PEFR es un indicador fiable de la adecuación de la ventilación, así como de la obstrucción del flujo de aire.
      1. Realiza la prueba tres veces: antes del desafío, 60 minutos después del desafío y 120 minutos después del desafío.
      2. Pídale al participante que respire lo más profundo posible, ponga sus labios alrededor de la punta desechable de materia de flujo máximo y exhale rápida y enérgicamente (Figura 4E).
      3. Registre el promedio de la mejor de tres mediciones.
      4. Una vez finalizado el desafío, proporcione al participante un PFM. Pídales que realicen la prueba en casa a las 4 h y 24 h después del desafío y envíen los resultados.
   6. Espirometría (parámetro pulmonar de seguridad)
      NOTA: La espirometría se realiza de acuerdo con los estándares de la European Respiratory Society (ERS)²² para evaluar la seguridad y monitorear una posible obstrucción bronquial²³.
      1. Realiza la prueba tres veces: antes del desafío, 60 minutos después del desafío y 120 minutos después del desafío.
      2. Antes de la medición, establezca los parámetros en el espirómetro para cada participante: sexo, edad, peso y altura.
      3. Pídale al participante que se siente y se ponga el tapón nasal. Luego, haga que el participante coloque sus labios alrededor de la punta desechable del espirómetro y respire con calma y cuidado.
      4. Pídale al participante que respire profundamente y exhale fuerte sin demora innecesaria, que solo puede interrumpirse cuando el espirómetro da una señal. Repita 3x.
      5. Después de examinar a todos los participantes, descargue los resultados y registre el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV₁) (Figura 4F).
6. Si el bienestar o los parámetros de seguridad del participante se deterioran drásticamente durante el desafío de alérgenos, detenga la prueba inmediatamente.
7. Mantenga a los participantes seguros y cómodos después de salir de las instalaciones de AEC proporcionándoles medicamentos de rescate (si es necesario).
8. Realizar llamadas de seguimiento de seguridad con cada participante 24 h después del desafío.

El ambiente AEC fue monitoreado durante todo el tiempo de operación para el número de alérgenos (p / m3), la temperatura, la humedad y la concentración de CO2 (Figura 2). Se encontró que los niveles de alérgenos HDM eran estables (Figura 2A). Además, se muestra un ensayo en el que no se distribuyeron alérgenos, con partículas en el rango de 0-20 μm y un recuento máximo de partículas de 50 p/m3 (Figura 2A). Hubo una afluencia de partículas originadas por los participantes que ingresaron al AEC, lo que resultó en aproximadamente 100 p / m3 para los 15 participantes en comparación con una cámara vacía. Como resultado, los valores medidos por el LPC durante el ensayo incluyeron la concentración objetivo con una afluencia de aproximadamente 100 p/m3.

Los datos pareados se compararon con la prueba U de Mann-Whitney. Los valores fueron considerados estadísticamente significativos para todas las pruebas con p < 0,05. Se realizaron cálculos estadísticos y se generaron gráficos utilizando un programa de gráficos.

Se incluyeron dos grupos en el estudio para mostrar la diferencia entre los resultados positivos y negativos: ocho individuos alérgicos al HDM con síntomas de rinitis alérgica (RA) y siete individuos sanos de control (HC) sin alergias. La Tabla Suplementaria 1 presenta los criterios de inclusión y exclusión, así como las características de los participantes. Los participantes fueron expuestos a HDM a una concentración de 5.000 p/m3 durante una duración de 120 min, de acuerdo con la validación del ALL-MED AEC20.

Todos los participantes se sometieron a las siguientes pruebas (ARM, PNIF, PERF, espirometría) y completaron cuestionarios TNSS, y se recogieron sus secreciones nasales. El TNSS y el peso de la secreción nasal fueron significativamente mayores en los individuos con RA en comparación con el grupo de HC (Figura 4A, B). El TNSS alcanzó los valores máximos después de 60 min de exposición y luego se estabilizó (p < 0,0001). Además, el peso de la secreción nasal fue significativamente mayor en el grupo AR (p < 0,0001). Se observó deterioro de la permeabilidad de la vía aérea en la rinometría acústica. El MCA disminuyó significativamente después de la primera medición a los 60 min al comparar el grupo AR con el grupo HC. Desde ese momento hasta el final del desafío, los valores se mantuvieron estables (p < 0,001). Esto concuerda con las mediciones del PNIF, para las cuales se observó una reducción significativa a las mismas concentraciones (p < 0,01) (Figura 4C, D).

El FEV1 y el PEFR se midieron durante el desafío AEC (Figura 4E, F). Además, los participantes midieron su PEFR en casa a las 4 h y 24 h después del desafío y devolvieron los resultados por correo. Los valores estuvieron dentro del rango normal y se mantuvieron estables durante el desafío y hasta 24 h a partir de entonces. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los sujetos alérgicos con AR y los HC, lo que sugiere que la exposición al alérgeno HDM no tuvo efectos sobre la función pulmonar en ninguno de los grupos.

Figura 1: Diseño esquemático del AEC. Los participantes entran por la esclusa. Las partículas se distribuyen a través del sistema de salidas de aire mediante un alimentador controlado por computadora. Las condiciones AEC (concentración de partículas, concentración deCO2 , humedad y temperatura) son monitoreadas constantemente por un LPC. Los participantes son monitoreados por la ventana y la conexión de voz. Abreviaturas: AEC = cámara de exposición a alérgenos; CO2 = dióxido de carbono; LPC = contador de partículas láser. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Resultados representativos de la estabilidad del medio ambiente en el AEC durante el ensayo . (A) La concentración de partículas fue evaluada y se encontró que estaba en el rango de 0-20 μm por LPC. El valor objetivo para la concentración de alérgenos HDM fue de 5.000 p/m3. A modo de comparación, se muestra un ensayo en el que no se utilizó ningún alérgeno. (B) Se muestran la humedad, (C) la concentración de CO2 y (D) y la temperatura. Abreviaturas: °C = grados centígrados; CO2 = dióxido de carbono; HDM = ácaro del polvo doméstico; LPC = contador de partículas láser; m = metro; min = minuto(s); p = partículas; ppm = partes por millón. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Lista de pruebas a realizar durante el desafío AEC, con puntos de tiempo (para cada participante). Para garantizar la ejecución oportuna de las pruebas individuales, los participantes deben ingresar al AEC cada 10 minutos. Como resultado, la prueba para cada participante se llevará a cabo en diferentes momentos reales. Además, el turno de tiempo permite al personal ayudar a los participantes durante las pruebas. Abreviaturas: AEC = cámara de exposición a alérgenos; ARM = rinometría acústica; VEF1 = volumen espiratorio forzado en el primer segundo; PEFR = caudal espiratorio máximo; PNIF = flujo inspiratorio nasal máximo; TNSS = puntuación total de los síntomas nasales. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Resultados representativos de diferentes criterios de valoración durante el desafío AEC en pacientes con AR (barras rojas) y HC (barras azules). Los sujetos con alergia desencadenada por HMD (con AR) y HC, incluidos ocho y siete participantes, respectivamente, fueron expuestos a concentraciones de alérgenos HDM de 5,000 p / m3 en el AEC. (A) Se evaluó el peso de la secreción nasal, (B) los síntomas nasales, (C) MCA en rinometría acústica, (D) PNIF, (E) PEFR y (F) FEV1 . Los resultados se presentan como réplicas individuales con el valor medio. Abreviaturas: AEC = cámara de exposición a alérgenos; AR = rinitis alérgica; VEF1 = volumen espiratorio forzado en el primer segundo; HC = controles sanos; HDM = ácaro del polvo doméstico; g = gramo(s); MCA = área de sección transversal mínima; p = partículas; PEFR = caudal espiratorio máximo; PNIF = flujo inspiratorio nasal máximo; TNSS = puntuación total de los síntomas nasales. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Síntomas y método de puntuación para TNSS. Los participantes utilizaron un sistema de calificación para evaluar cuatro síntomas. Los resultados de la encuesta se presentan como un valor: una puntuación total para las cuatro preguntas durante un tiempo determinado (antes del ensayo y cada 30 minutos del ensayo). Abreviatura: TNSS = puntuación total de los síntomas nasales.

Tabla complementaria 1: Criterios de inclusión y exclusión para el estudio y características de los participantes inscritos en el estudio. Ocho pacientes con síntomas de AR, desencadenados por HDM, y siete pacientes sin síntomas (HC). Abreviaturas: AR = rinitis alérgica; Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = mujer; HC = control saludable; HDM = ácaro del polvo doméstico; kU/L = kilo unidades/litro; M = hombre; DM = diámetro medio; sIgE = inmunoglobulina E específica; SPT = prueba de punción cutánea. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Marek Jutel informa honorarios personales de ALK-Abello, Allergopharma, Stallergenes, Anergis, Allergy Therapeutics, Leti, HAL, GSK, Novartis, Teva, Takeda y Chiesi. Los otros autores no tienen nada que revelar.