Safety, tolerability and effects on clinical variables and laboratory markers of sodium bicarbonate inhalation in cystic fibrosis' patients

Orientadores: José Dirceu Ribeiro; Paul Marquis Quinton; Fernando Augusto de Lima MarsonTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: Introdução: Disfunção qualitativa e/ou quantitativa da proteína CFTR causa diminuição da secreção de bicarbonato de sódio nas vias aéreas dos indivíduos com Fibrose Cística (FC). Apesar da eficácia do bicarbonato de sódio, sobre a reologia do muco, função pulmonar e seu poder bactericida ter sido muito estudado em animais, poucos estudos foram realizados em humanos. Objetivo: Avaliar a segurança, a tolerabilidade e os efeitos colaterais de bicarbonato de sódio por via inalatória, no escarro, em variáveis clínicas e laboratoriais de pacientes com FC. Método: Realizou-se um estudo piloto, clínico experimental, prospectivo, aberto, ("open-label") com escalonamento de doses de solução de NaHCO3 em pacientes com FC. Após 2-4 semanas de rastreio cada paciente recebeu, por via inalatória, bicarbonato de sódio a 4,2% por 30 dias, sendo: 1x/dia por 15 dias e 2xs/dia nos 15 dias seguintes. A seguir a dose de NaHCO3 foi aumentada para 8,4% (2xs/dia) por 15 dias e 15 dias sem inalações. Antes, durante e após os períodos de inalações com NaHCO3 todos os pacientes foram submetidos a: i) Coleta de escarro para análise de reologia, pH do escarro e presença de bactérias;; ii) Espirometria; iii) Teste do degrau (Harvard Step Test); iv) Questionário sobre qualidade de vida, v) Questionário de dispneia. Hemograma completo e gasometria venosa foram coletados antes e após o final do estudo. Resultados: Finalizaram o estudo 12/19 pacientes com FC e colonização crônica por Pseudomonas aeruginosa e bronquiectasias, com idades 22,895 ± 6,749 anos; 9/19 (47,37%) eram femininos. A reologia do escarro mostrou os valores de 8,34 ± 3,49Pa e de 2,21±0,8 Pa, na visita pré e os valores de 5,39±1,42Pa e de 1,64±0,4Pa, na última visita, respectivamente, para os valores de elasticidade (G¿) e de viscosidade (G¿¿), (p=0,3) e (p=0,36). Na visita 1, houve diminuição da elasticidade na primeira coleta após inalação com NaHCO3 à 4,2% de concentração e que com o tempo a elasticidade aumentou (p= 0,02). Houve diminuição da elasticidade do escarro em todas as visitas na amostra coletada após as inalações, (p=0,04). Os valores de viscosidade não apresentaram diferenças estatísticas com o uso de NaHCO3 entre as visitas. Não houve diferença nos valores da viscoelasticidade (G*) do escarro considerando o aumento progressivo da dosagem, período de intervenção e coleta sucessiva em uma mesma visita (p>0,05). Os valores do pH aumentaram com o uso do bicarbonato nas secreções respiratórias, significativamente, na primeira coleta de secreção (logo após a inalação com NaHCO3) para terceira e quartas visitas, quando a solução de NaHCO3 foi de 8,4%. Após a primeira e a última coleta, de cada visita, os valores de pH retornavam próximos dos valores da consulta de triagem (sem bicarbonato). Verificamos que, no período de 120 minutos para coleta do escarro, houve maior valor do pH na primeira visita, em relação a segunda (p=0,003). Na quarta e quinta visita, a primeira coleta apresentou um maior valor de pH em relação aos demais tempos de coleta. Na avaliação semi-quantitativa das bactérias observamos que 5/12 pacientes apresentaram redução, 5/12 mantiveram os valores durante o estudo e 2 apresentaram aumento nos valores após as inalações com NaHCO3. O Volume Expiratório Forçado no primeiro segundo (VEF1) foi avaliado em todas as visitas e não houve diferença estatística significativa nos valores, o que indica que não houve mudanças na função pulmonar com o uso das inalações (p>0,05). Porém, observamos queda do VEF1 no grupo de indivíduos na situação grave e um aumento na situação moderada. Em relação as medidas do pico de fluxo, os pacientes também não apresentaram alterações significativas. No Harvard step test houve associação da intervenção com os biomarcadores VO2 (p=0,023) e gasto energético (p=0,025). O VO2 foi menor antes do período de intervenção, quando comparado ao período pós intervenção (p = 0,030). O gasto energético foi menor antes do período de intervenção, quando comparado ao período pós intervenção e maior depois do período de intervenção, quando comparado ao período durante a intervenção (p = 0,049). E o período durante a intervenção teve valores intermediários ao antes e depois da intervenção, havendo um valor crescente do gasto energético durante o estudo. No escore de qualidade de vida houve melhora na pontuação dos pacientes entre o período antes da intervenção e a visita 5 (p=0,017). No questionário de dispneia, os pacientes apresentaram melhora com escore de 20 para 11, no início e no final do estudo respectivamente, porém os dados não foram significativos. Os pacientes não apresentaram alterações nos parâmetros do hemograma e da gasometria venosa durante o estudo. Nenhum paciente apresentou efeito adverso grave, e nos parâmetros clínicos de FR; FC; SaO2 e temperatura corporal. Conclusão: As análises dos desfechos estudados encorajam a possibilidade de usar o NaHCO3 por via inalatória, como agente terapêutico no manejo da FC. Porém, os achados sugerem que mais estudos devam ser realizados e com tamanho amostral maior para aprofundar o entendimento nas mudanças nas características clínicas e laboratoriais do escarro com o uso da inalação com NaHCO3 em pacientes com FC, incluindo a reologia do escarroAbstract: Introduction: Qualitative and / or quantitative deficiency of the CFTR protein causes decreased secretion of sodium bicarbonate in the airways of individuals with cystic fibrosis (CF). Despite of the efficacy of bicarbonato of sodium, about sputum reology, function pulmonary and its strength bactericida being been very study in animals, lack studies was in human. Objective: To assess the safety, tolerability and side effects of inhaled bicarbonate, sputum, clinical and laboratory variables of CF patients. Method: An experimental, prospective and open label study with dose escalation of NaHCO3 solution was performed in CF patients. After 2-4 weeks of screening, each patient received 4.2% sodium bicarbonate for 30 days in the inhalation route, being: 1x /day for 15 days and 2x/day for the next 15 days. The NaHCO3 dose was then increased to 8.4% (2x/day) for 15 days and 15 days without inhalation. Before, during and after the periods of inhalation with NaHCO3 all patients were submitted to: i) Sputum collection for rheology analysis, sputum pH and presence of bactéria; ii) Spirometry; ii) Harvard Step Test; iv) Questionnaire on quality of life; v) Dyspnea Questionnaire. Complete blood count and venous blood gases were collected before and after the end of the study. Results: Completed the study of the study 12/19 patients with CF and chronic colonization by Pseudomonas aeruginosa and bronchiectasis, with 22.895 ± 6.749 years; 9/19 (47.37%) were female. The sputum rheology had values of 8.34 ± 3.49 Pa and 2.21 ± 0.8 Pa, at the pre visit and values of 5.39 ± 1.42 Pa and 1.64 ± 0, 4Pa, at the last visit, for the values of elasticity (G ') and viscosity (G' '), (p = 0,3) and (p = 0,36). At visit 1, there was a decrease in elasticity in the first measurement after inhalation at 4.2% NaHCO3 concentration and with increased elasticity with the increase the time (p = 0.02). There was decrease elasticity of sputum at all visits in the sample collected after inhalation, (p = 0.04). Viscosity values were not present statistical difference with the use of NaHCO3 between visits. There was no difference in sputum viscoelasticity (G *) values considering the progressive increase of the dosage, intervention period and successive collection in the same visit (p> 0.05). The pH values increased with the use of bicarbonate in respiratory secretions, significantly at the first collection of secretion (shortly after inhalation with NaHCO3) for third and fourth visits, when the NaHCO3 solution was 8.4%. After the first and last collection of each visit, the pH values returned to the values of the screening. We verified that in the period of 120 minutes for sputum collection, there was a higher pH value at the first visit, in relation to the second visit (p = 0.003). In the fourth and fifth visits, the first collection presented a higher pH value in relation to the other collection times. In the semi-quantitative evaluation of bacteria, the values of 5/12 increased, 5/12 maintained values during the study and 2 values increase after the inhalations with NaHCO3. Forced Expiratory Volume in the first second (FEV1) was evaluated at all visits and there was no statistically significant difference in the values, indicating that there were no changes in pulmonary function with the use of inhalations (p> 0.05). However, we observed a decrease in FEV1 in the group of individuals in the severe situation and an increase in the moderate situation. Regarding peak flow measurements, the patients also did not present significant alterations. The Harvard step test there was association of intervention with the biomarkers VO2 (p = 0.023) and work (p = 0.025). The VO2 was lower before the intervention period when compared to the post-intervention period (p = 0.030) and the work was lower before the intervention period when compared to the post-intervention period (p = 0.049), work was higher after (p = 0.049), and the period during the intervention had intermediate values before and after the intervention, with an increasing value of work during the study. In the score of quality of life there was improve in the score between the period before the intervention and the visit 5 (p = 0,017). In the aspect of dyspnea, the patient with the score of 20 to 11, at the beginning and at the end of the study. The patients are not present change in the parameters of the hemogram and venous blood gases during the study. No patient presented severe side effects collateral, and the clinical results of heart rate; respiratory frequence; oxygen saturation and body temperature. Conclusion: The analysis of endpoints studied encourages the possibility of using NaHCO3 by the inhalation route, as a therapeutic agent in the management of CF. However, the findings suggest that further studies should be performed with a larger sample size to deepening understanding of changes in sputum clinical and laboratory characteristics with the use of NaHCO3 inhalation in CF patients, including sputum rheologyDoutoradoSaude da Criança e do AdolescenteDoutora em Ciências374949/2014-0CNP