Se presenta un protocolo para llevar a cabo un desafío en una instalación de cámara de exposición a alérgenos (AEC). Los AEC han demostrado ser herramientas seguras y efectivas para la inducción de síntomas alérgicos o como punto final en las pruebas de eficacia de la inmunoterapia con alérgenos debido a su capacidad para mantener concentraciones de partículas y condiciones ambientales estables.
Las cámaras de exposición a alérgenos (AEC) son instalaciones clínicas que permiten la exposición de los participantes a partículas alergénicas y no alergénicas en el aire. Proporcionan concentraciones estables de partículas en condiciones ambientales controladas. Esto es de gran importancia tanto para fines diagnósticos como para el monitoreo de los efectos del tratamiento.
Aquí, se presentan un protocolo y los requisitos técnicos previos para realizar un desafío alergénico seguro y efectivo en sujetos sensibilizados a los alérgenos en el aire (es decir, ácaros del polvo doméstico [HDM]) en el AEC ALL-MED. Con este método, desencadenar síntomas alérgicos corresponde a la exposición natural. Esto se puede utilizar para un diagnóstico de alergia o como un punto final plausible en ensayos clínicos, particularmente para la inmunoterapia con alérgenos (AIT). Se debe mantener un ambiente controlado (temperatura, humedad y dióxido de carbono [CO2]) en la cámara. Las partículas de alérgenos deben dispersarse uniformemente dentro del AEC a niveles estables durante todo el desafío. Para esta presentación, se reclutaron pacientes con rinitis alérgica (RA) sensibles a los alérgenos HDM. Los síntomas de RA se evaluaron mediante los siguientes parámetros: puntuación total de síntomas nasales (TNSS), rinometría acústica (ARM), flujo inspiratorio nasal máximo (PNIF) y peso de la secreción nasal. La seguridad del procedimiento se evaluó mediante el caudal espiratorio máximo (PEFR) y el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (VEF1). Los sujetos alérgicos desarrollaron síntomas dentro de los 120 minutos del ensayo. En promedio, los síntomas más intensos aparecieron después de 60-90 min y, después de alcanzar una meseta, se mantuvieron estables hasta el final del ensayo.
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 12m2, 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.
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.
3. Medidas de seguridad
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.
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.
Síntoma | pregunta mostrada en una pantalla de TV | Puntuación TNSS para cada síntoma |
rinorrea | Califique cómo ha estado su secreción nasal en este momento | 0 = ninguno (síntoma completamente ausente) |
obstrucción nasal | Califique cómo ha estado su congestión nasal en este momento | 1 = leve (síntoma presente, pero no angustiante) |
Estornudar | Califica cómo han sido tus estornudos en este momento | 2 = moderado (síntomas angustiantes, pero tolerables) |
picazón nasal | Califique cómo ha estado su picazón nasal en este momento | 3 = grave (síntoma difícil tolerable, intensidad máxima) |
0 - 12 puntos en total |
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.
Hay un número limitado de instalaciones de AEC que operan a nivel mundial. Se ha probado una variedad de alérgenos en estas instalaciones, siendo los más comunes el polen de ambrosía, el polen de abedul, el polen de hierba, el polen de cedro japonés y el HDM. Los AEC no están clasificados como medicamentos (según la Directiva 2001/83/CE) ni como productos sanitarios (según la Directiva 93/42/CEE sobre productos sanitarios)24. Los AEC se consideran una posible herramienta para la medición de criterios de valoración primarios en estudios de búsqueda de dosis de acuerdo con las directrices de la Agencia Europea de Medicamentos (EMA) para el desarrollo de productos AIT25,26.
Pasos críticos en el protocolo
Es esencial proporcionar concentraciones de alérgenos estables y suficientemente altas durante todo el ensayo en la AEC. La investigación muestra que los pacientes con RA no desarrollan síntomas alérgicos a bajas concentraciones de alérgenos20. Incluso las concentraciones moderadas de alérgenos no desencadenan síntomas relevantes27. Las concentraciones muy altas pueden causar reacciones graves, como broncoconstricción. Por lo tanto, las concentraciones óptimas y sostenibles de alérgenos son clave para un ensayo exitoso. Dado que los AEC varían (como se describe en la introducción), cada alérgeno utilizado debe ser validado. El ALL-MED AEC está validado para el alérgeno HDM. Se encontró que el criterio de valoración óptimo para la evaluación de los síntomas fue de 120 min, ya que los síntomas alcanzaron una meseta después de 60-90 min. El tiempo óptimo de desafío y la concentración de alérgenos se seleccionaron en función de los desafíos con diferentes concentraciones de HMD en diferentes momentos20. En particular, los síntomas agudos pueden ocurrir después de un desafío alergénico, particularmente una exacerbación del asma.
De acuerdo con el protocolo, los participantes completan las encuestas TNSS en cinco puntos de tiempo durante el ensayo. Es esencial que no vean sus respuestas anteriores para evitar la autosugestión. Por lo tanto, si los cuestionarios se completan en papel, los cuestionarios completados deben recopilarse inmediatamente.
Modificaciones y solución de problemas del método
Se pueden usar diferentes criterios de valoración clínicos según el síntoma que se observará durante el desafío (p. ej., la puntuación total de síntomas oculares [TOSS] para evaluar la rinoconjuntivitis o la puntuación de síntomas no nasales [NNSS] para la evaluación del sistema respiratorio).
La rinomanometría podría usarse como una alternativa a la rinometría acústica. Ambos métodos se utilizan para probar objetivamente la permeabilidad nasal. La rinomanometría es una prueba estándar para la cavidad nasal. Permite una evaluación objetiva de la permeabilidad de las fosas nasales midiendo la resistencia en la cavidad nasal durante la inhalación y la exhalación. La rinometría acústica es el estudio del volumen de las cavidades nasales. La permeabilidad de la cavidad nasal se evalúa mediante una onda de ultrasonido. No hay datos disponibles sobre qué método es más preciso para los desafíos AEC28,29.
Una recolección de líquido nasal de una sola esponja de espuma y mediciones de nivel específico de IgA1, IgA2, IgG, IgG, IgG4 e IgE representan pruebas adicionales que se pueden realizar durante el desafío AEC30,31. También se pueden recolectar células mononucleares séricas y de sangre periférica (PBMC) para determinar aún más los mecanismos moleculares de AIT.
A los pacientes no se les permite usar medicamentos que puedan influir en la aparición de síntomas alérgicos. Las clases más significativas, junto con los tiempos mínimos entre la última dosis y la provocación con AEC, son antihistamínicos (7 días), corticosteroides inhalados y/o intranasales (14 días); cromolín inhalado y/o intranasal (14 días), y corticosteroides sistémicos y/o astemizol (30 días)18.
Limitaciones del método
La prueba de provocación AEC es más costosa que las pruebas de provocación directa (nasal, conjuntival y bronquial), lo que significa que no se usa en la práctica diaria. Los AEC difieren en cuanto a las fuentes del alérgeno, la medición de las partículas distribuidas y el tiempo de prueba, lo que hace que sea muy difícil comparar los estudios. Cuando se utilizaron alérgenos HDM en el AEC, se aplicaron diferentes fuentes de material: Der p 1 y Der f 1, materia fecal Dp que contenía principalmente Der p1 con una proporción predeterminada de 20:1 de Der p 1 a Der p 232, alérgeno HDM SQ 503 del cuerpo y heces que contenían Der p 1 y Der p 233, y extractos de Dp. En el ALL-MED AEC, se utilizaron cuerpos de ácaros Dp secos y purificados, incluidos Der p 1 y Der p20. Por lo tanto, deben introducirse normas unificadas en el futuro para que los resultados puedan compararse entre las CEA.
La importancia del método con respecto a los métodos existentes/alternativos
Los AEC son un método in vivo muy útil pero poco representado en el diagnóstico de alergias. Además, como punto final de evaluación de los ensayos clínicos, los AEC muestran una superioridad significativa sobre las evaluaciones clásicas "en el campo". Es de interés examinar las correlaciones entre varios criterios de valoración clínicos, en particular la similitud de los parámetros subjetivos evaluados por los pacientes (TNSS) y las medidas objetivas (rinometría acústica, PNIF, secreción nasal) recopiladas por el investigador, como un paso inicial para validar los resultados de AEC contra los obtenidos en un entorno de "campo".
Aplicaciones futuras o direcciones del método
Los AEC ofrecen un método posible para la estratificación de los pacientes en posibles respondedores y no respondedores. Este método muestra una gran promesa para acelerar los desarrollos clínicos tanto en la farmacoterapia como en la inmunoterapia de enfermedades alérgicas34. Por lo tanto, las AEC han sido una de las áreas clave de interés en los últimos años. Los AEC podrían ser útiles en estudios a largo plazo cuando no es posible evaluar la exposición natural debido a los bajos recuentos de alérgenos.
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.
La publicación se preparó bajo un proyecto financiado con fondos otorgados por el Ministerio de Ciencia y Educación Superior en el programa "Iniciativa Regional de Excelencia" para los años 2019-2022, proyecto número 016/RID/2018/19, el monto de financiamiento 11 998 121.30 PLN, y por subvención SUB. A020.21.018 de la Universidad de Medicina de Wroclaw, Polonia.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Allergen exposure chamber (AEC) | custom made | --- | with the air supply duct (with HEPA filters) and allergen blew into the AEC through a computer-controlled feeder |
Acoustic rhinometer | GM Instruments (Irvine, UK) | A1 clinical/ reseach | with reusable plastic tips, contoured for the right and left nostrils |
Air humidifier | Ohyama | SHM120D | |
Air quality meter | AZ Instrument | Green Eye VZ 7798 | termometer, humidity and CO2 meter |
Air-conditioning | DeLonghi | CKP 20EB | temperature range 18 - 25 °C |
Ceiling fans | Argos | Manhattan Ceiling Fan - 432/8317 | |
Computer-controlled feeder station | custom made | --- | with control of "injection length", "break between injections ", “air supply” |
Disposable coveralls | VWR (Radnor, Pennsylvania, United States) | with hoodies | |
Floor fans | AEG | TVL 5537, column | |
Graphing program | GraphPad Software Inc. | Graph Pad Prism, v. 9.4.0 | |
House dust mite (HDM) | Allergopharma (Reinbek, Germany) | customized order | dried, purified Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) mite bodies, stored at 4 °C until use |
Inspiratory flow meter | Clement Clarke International Ltd. (Harlow, UK) | portable inspiratory flow meter | with the disposable mask (size M), measuring inspiratory flow between 30 - 370 L/ min |
Laser particle counter (LPC) | Lighthouse Worldwide Solutions (USA) | SOLAIR Boulder Counte | |
Microphone system | Auna | VHF wireless microphone system | |
Peak flow matter (PFM) | CareFusion (Basingstoke, UK) | MicroPeak with a standard range of 60 – 900 L/ min | with the disposable paper tips |
Remote controls for filling questionnaires | Turning Technologies | Pilot TT ResponseCard LT, SAP: G040602A010 | a set of 32 remote controls for TT LT tests |
Spirometer | Medizintechnik AG (Zurich, Switzerland) | EasyOne 2001, NDD | with the disposable paper tips; the spirometer should meet the ISO 26 782: 2009 standard; daily calibration of the spirometer is required |
TV screen | Level | Level one 32" | |
Vacuum | Siemens | extreme silencePower VSQ5X1230 | with the HEPA filters |
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