Randomized trial of physiotherapy and hypertonic saline techniques for sputum induction in asthmatic children and adolescents

OBJECTIVES: This study aimed to analyze the efficiency of physiotherapy techniques in sputum induction and in the evaluation of pulmonary inflammation in asthmatic children and adolescents. Although hypertonic saline (HS) is widely used for sputum induction (SI), specific techniques and maneuvers of physiotherapy (P) may facilitate the collection of mucus in some asthmatic children and adolescents. METHODS: A randomized crossover study was performed in patients with well-controlled asthma, and 90 sputum samples were collected. Children and adolescents were assessed using spirometry and randomized at entry into one of three sputum induction techniques: (i) 3% hypertonic saline - HS technique; (ii) physiotherapy (oscillatory positive expiratory pressure, forced expiration, and acceleration of expiratory flow) - P technique; and (iii) hypertonic saline + physiotherapy - HSP technique. ClinicalTrials.gov: NCT03136042. RESULTS: The total cells (mL) and the percentage (%) of differential inflammatory cells were similar in all techniques. The sputum weight (g) in the HSP technique was significantly higher than that in the HS technique. In all techniques, the percentage of viable cells was >50%, and there was no difference between the HS and P techniques. Moreover, sputum induction did not cause any alterations in the pulmonary function of patients. CONCLUSION: The physiotherapy sputum collection technique was effective in obtaining viable cells from mucus samples and yielded the same amount of sputum as the gold standard technique (hypertonic saline). In addition, the physiotherapy maneuvers were both safe and useful for sputum induction in asthmatic children and adolescents with well-controlled asthma.

Vacina de Bordetella pertussis reduz IgE específica, inflamação e remodelamento num modelo animal de alergia respiratória induzida por ácaro / Bordetella pertussis vaccine reduces specific IgE, inflammation, and remodeling in an animal model of respiratory allergy caused by house dust mites

Objetivo: Adjuvantes, como lipopolissacárides bacterianos, vêm sendo estudados para melhorar a eficácia da imunoterapia alérgeno-específica. A vacina de Bordetella pertussis (Pw) mostrou ter papel protetor em modelos de asma induzida por ovalbumina. Porém, seu papel na alergia a ácaros é desconhecido. Avaliamos os efeitos da vacina difteria-tétano-coqueluche (DTPw) em um modelo murino de alergia respiratória induzida por Dermatophagoides pteronyssinus (Derp). Métodos: Num protocolo de 30 dias, camundongos BALB/c foram imunizados por via subcutânea com salina ou Derp, isoladamente ou associados às vacinas de difteria-tétano (DT) ou DTPw (dias 0, 7 e 14). Posteriormente, os animais sofreram desafio intranasal diariamente com salina ou Derp (dias 22 a 28) e foram sacrificados (dia 29). Avaliamos imunoglobulinas séricas específicas, celularidade no lavado bronco-alveolar (BAL), remodelamento das vias aéreas inferiores, densidade de leucócitos polimorfonucleares (PMN) e área de muco ácido no epitélio nasal. Resultados: Os animais sensibilizados com Derp produziram altos níveis de imunoglobulinas específicas, apresentaram aumento da densidade de PMN e da área de muco ácido nasal, elevação da celularidade no BAL e remodelamento. As vacinas levaram à redução dos níveis de IgE, sendo o grupo Derp-DTPw similar aos grupos salina. Os grupos vacinados tiveram redução da celularidade no BAL e do remodelamento, com resultados mais expressivos no grupo Derp-DTPw em relação ao Derp-DT. As vacinas DT e DTPw inibiram o infiltrado PMN nasal e DTPw modulou a produção do muco ácido. Conclusões: A vacina DTPw diminuiu a IgE específica sérica, inflamação nasal e pulmonar e o remodelamento das vias respiratórias inferiores.

Objective: Adjuvant therapies, such as the use of bacterial lipopolysaccharides, have been evaluated as tools to improve the effectiveness of allergen-specific immunotherapy. Bordetella pertussis vaccine (Pw) has been shown to have a protective role in asthma models induced by ovalbumin. Conversely, its role in allergy to dust mites is unknown. We evaluated the effects of diphtheria-tetanus-pertussis vaccine (DTPw) in a murine model of respiratory allergy induced by Dermatophagoides pteronyssinus (Derp). Methods: Over a 30-day protocol, BALB/c mice were immunized subcutaneously with saline or Derp, alone or combined with diphtheria-tetanus vaccine (DT) or DTPw (days 0, 7, and 14). Then, they were subjected to intranasal challenge with saline or Derp daily (days 22 to 28), and sacrificed on day 29. We evaluated serum specific immunoglobulins, bronchoalveolar lavage (BAL) cellularity, lower airway remodeling, density of polymorphonuclear leukocytes (PMN), and acidic mucus area in the nasal epithelium. Results: Animals sensitized to Derp produced high levels of specific immunoglobulins, showed increased PMN density and acidic mucus in the nasal mucosa, and elevated BAL cellularity and remodeling. Vaccines led to the reduction of IgE levels, with the Derp-DTPw group showing similar results to those of the saline groups. Vaccinated groups showed reduced BAL cellularity and airway remodeling, with more expressive results in the Derp-DTPw group compared to Derp-DT. DT and DTPw vaccines inhibited PMN infiltration in nasal mucosa, and DTPw modulated the production of acidic nasal mucus. Conclusions: DTPw vaccine decreased serum specific IgE, nasal and pulmonary inflammation, and lower airway remodeling.

Sensitization by subcutaneous route is superior to intraperitoneal route in induction of asthma by house dust mite in a murine mode / Sensibilização por via subcutânea é superior à intraperitoneal na indução de asma por ácaro em modelo murino

ABSTRACT Objective To develop a new experimental model of chronic allergic pulmonary disease induced by house dust mite, with marked production of specific immunoglobulin E (IgE), eosinophilic inflammatory infiltrate in the airways and remodeling, comparing two different routes of sensitization. Methods The protocol lasted 30 days. BALB/c mice were divided into six groups and were sensitized subcutaneously or intraperitoneally with saline (negative control), Dermatophagoides pteronyssinus (Der p) 50 or 500mcg in three injections. Subsequently they underwent intranasal challenge with Der p or saline for 7 days and were sacrificed 24 hours after the last challenge. We evaluated the titration of specific IgE anti-Der p, eosinophilic density in peribronchovascular space and airway remodeling. Results Both animals sensitized intraperitoneally and subcutaneously produced specific IgE anti-Der p. Peribronchovascular eosinophilia increased only in mice receiving lower doses of Der p. However, only the group sensitized with Der p 50mcg through subcutaneously route showed significant airway remodeling. Conclusion In this murine model of asthma, both pathways of sensitization led to the production of specific IgE and eosinophilia in the airways. However, only the subcutaneously route was able to induce remodeling. Furthermore, lower doses of Der p used in sensitization were better than higher ones, suggesting immune tolerance. Further studies are required to evaluate the efficacy of this model in the development of bronchial hyperresponsiveness, but it can already be replicated in experiments to create new therapeutic drugs or immunotherapeutic strategies.

RESUMO Objetivo Desenvolver um novo modelo experimental de doença pulmonar alérgica crônica por ácaro, com proeminente produção de imunoglobulina E (IgE) específica, infiltrado inflamatório eosinofílico nas vias aéreas e remodelamento, comparando duas vias diferentes de sensibilização. Métodos O protocolo teve duração de 30 dias. Camundongos BALB/c foram divididos em seis grupos submetidos à sensibilização por via subcutânea ou intraperitoneal com solução salina (controles negativos),Dermatophagoides pteronyssinus (Der p) 50 ou 500mcg, em três aplicações. Posteriormente, foram submetidos à provocação intranasal com Der p ou salina por 7 dias e sacrificados 24 horas após o último desafio. Avaliamos a titulação de IgE específica anti-Der p, densidade eosinofílica no espaço peribroncovascular e remodelamento das vias aéreas. Resultados Tanto os animais sensibilizados por via subcutânea como intraperitoneal produziram IgE específica anti-Der p. Ocorreu aumento da eosinofilia peribroncovascular apenas nos animais que receberam menor dose de Der p. Porém apenas o grupo sensibilizado com Der p 50mcg subcutânea apresentou remodelamento significativo das vias aéreas. Conclusão Neste modelo murino de asma, as duas vias de sensibilização levaram à produção de IgE específica e eosinofilia nas vias aéreas. No entanto, apenas a via subcutânea foi capaz de induzir ao remodelamento. Além disso, doses menores de Der p utilizadas foram superiores às mais elevadas, sugerindo tolerância. Mais estudos são necessários para avaliar a eficácia deste modelo no desenvolvimento da hiperresponsividade brônquica, mas ele pode ser replicado em experimentos para criação de novas estratégias terapêuticas medicamentosas ou imunoterápicas.

Chest physiotherapy during immediate postoperative period among patients undergoing upper abdominal surgery: randomized clinical trial / Fisioterapia respiratória no pós-operatório imediato em pacientes submetidos a cirurgia abdominal alta: ensaio clínico aleatório

CONTEXT AND OBJECTIVE: Abdominal surgical procedures increase pulmonary complication risks. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of chest physiotherapy during the immediate postoperative period among patients undergoing elective upper abdominal surgery. DESIGN AND SETTING: This randomized clinical trial was performed in the post-anesthesia care unit of a public university hospital. METHODS: Thirty-one adults were randomly assigned to control (n = 16) and chest physiotherapy (n = 15) groups. Spirometry, pulse oximetry and anamneses were performed preoperatively and on the second postoperative day. A visual pain scale was applied on the second postoperative day, before and after chest physiotherapy. The chest physiotherapy group received treatment at the post-anesthesia care unit, while the controls did not. Surgery duration, length of hospital stay and postoperative pulmonary complications were gathered from patients' medical records. RESULTS: The control and chest physiotherapy groups presented decreased spirometry values after surgery but without any difference between them (forced vital capacity from 83.5 ± 17.1 percent to 62.7 ± 16.9 percent and from 95.7 ± 18.9 percent to 79.0 ± 26.9 percent, respectively). In contrast, the chest physiotherapy group presented improved oxygen-hemoglobin saturation after chest physiotherapy during the immediate postoperative period (p < 0.03) that did not last until the second postoperative day. The medical record data were similar between groups. CONCLUSIONS: Chest physiotherapy during the immediate postoperative period following upper abdominal surgery was effective for improving oxygen-hemoglobin saturation without increased abdominal pain. Breathing exercises could be adopted at post-anesthesia care units with benefits for patients.

CONTEXTO E OBJETIVO: Cirurgias abdominais podem aumentar o risco de complicações pulmonares. O objetivo foi avaliar a eficácia da fisioterapia respiratória precoce no pós-operatório imediato em pacientes submetidos a cirurgia abdominal alta. TIPO DE ESTUDO E LOCAL: O estudo foi do tipo ensaio clínico aleatório, realizado na sala de recuperação pós-anestésica de um hospital público universitário. MÉTODO: 31 adultos foram selecionados aleatoriamente em dois grupos, controle (n = 16) e grupo de fisioterapia respiratória (n = 15). Espirometria, oximetria de pulso e anamnese foram realizadas no pré-operatório e no segundo dia pós-operatório. A escala visual analógica foi aplicada no segundo dia pós-operatório e antes e depois da fisioterapia respiratória. O grupo da fisioterapia respiratória recebeu fisioterapia na sala de recuperação pós-anestésica e o grupo controle, não. Tempo cirúrgico, tempo de internação e as complicações pulmonares pós-operatórias foram analisados nos prontuários dos pacientes. RESULTADOS: Os grupos apresentaram uma diminuição dos valores espirométricos após a cirurgia, porém, não houve diferença entre eles (capacidade vital forçada, CVF 83.5 ± 17.1 por cento versus 62.7 ± 16.9 por cento grupo controle pré versus pós-operatório e 95.7 ± 18.9 por cento versus 79.0 ± 26.9 por cento grupo fisioterapia). Em contraste, o grupo da fisioterapia respiratória apresentou uma melhora na saturação de oxi-hemoglobina após a fisioterapia no pós-operatório imediato (p < 0,03), mas esta não se manteve até o segundo dia pós-operatório. CONCLUSÕES: A fisioterapia respiratória é efetiva na melhora da saturação de oxi-hemoglobina em pacientes observados na sala de recuperação pós-anestésica em cirurgia abdominal alta, e não provoca dor durante os exercícios.