Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEsbel.pdf: 1480858 bytes, checksum: c16438606b97781ccf3a3353c4d9f319 (MD5) Previous issue date: 2010-02-28 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / The study of the mechanisms that set off allergic reactions is being a subject of great scientific interest. Anaphylaxis, severe systemic allergic reaction, occupies a prominence place in researches. Different laboratory experiments, in vivo as well as in vitro, and also different mathematical models based on experimental results, tries to investigate if mast cells takes part in those mechanisms or not. However, the obtained results are inconclusive, dividing the scientific community in two groups: one considering that mast cells have a prime role in releasing histamine, and another one which considers that histamine is not the determinative neurotransmitter in the anaphylactic reaction. Previous works proposed differential models to simulate processes related to anaphylactic reactions in the cellular scale for the cell membrane potential generation mechanism. More recently, it has been proposed a probabilistic model, in the tissue scale, to simulate an in vitro antigen response. In the organism level scale, multi-compartimental models have been proposed for the kinetics of histamine in the blood. Nevertheless, no work, until now, has proposed the construction of a model that is able to describe the processes that participate in the mechanism of anaphylactic reaction in different scales. In this work, a model is proposed that integrates the cellular and the tissue scales, allowing to model in vitro experiments, being capable to be extended to the organism scale by the inclusion of the blood flow to model in vivo experiments. The proposed model couples the electric response in the cellular level with the reaction-diffusion of histamine and antigens in the tissue, considering the reaction mechanism mediated by the mast cells. To integrate these two scales, it is proposed here a constitutive relation based on experimental results for the mechanical response (tissue contraction) to electric stimulus. This model allows to design experiments specifically related to the anaphylaxis reaction, indicating the parameters that should be estimated. With this model, numerical simulations have been performed for a wide variation range of the parameters to identify the different domains of the model. A dimensionless parameter based analysis is presented for the obtained results. / O estudo dos mecanismos que desencadeiam as reações alérgicas é um tema de grande interesse científico na atualidade. A anafilaxia, reação alérgica sistêmica severa, tem ocupado um lugar de destaque nas pesquisas. Diferentes experimentos em laboratório, tanto in vivo quanto in vitro, assim como diferentes modelos matemáticos baseados nos resultados experimentais, têm procurado investigar a participação ou não dos mastócitos nesse mecanismo. No entanto, os resultados obtidos não são conclusivos, dividindo a comunidade científica em dois grupos: os que consideram determinante o papel dos mastócitos responsáveis pela liberação de histamina e os que consideram que a histamina não é o neurotransmissor determinante na reação anafilática. Trabalhos anteriores propuseram modelos diferenciais para simular processos relacionados com a reação anafilática na escala celular para o mecanismo de geração de potencial na membrana das células. Mais recentemente foi proposto, a nível de tecido, um modelo probabilístico para simular a resposta in vitro a antígenos. A nível de organismo têm sido propostos modelos de multi compartimentos para a cinética da histamina no fluido sanguíneo. Contudo, nenhum trabalho até o momento abordou a construção de um modelo capaz de descrever os processos que participam no mecanismo de reação anafilática nas diversas escalas. Neste trabalho propomos um modelo que integra as escalas celular e do tecido, que permite modelar experimentos in vitro, e que pode ser estendido para escala do organismo incluindo o fluxo sanguíneo para modelar experimentos in vivo. O modelo proposto integra o mecanismo de resposta elétrica a nível celular com o processo de reação-difusão da histamina e dos antígenos no tecido, considerando o mecanismo de reação mediado por mastócitos. Para integrar as duas escalas propomos uma relação constitutiva baseada em resultados experimentais da resposta mecânica (contração do tecido) a estímulos elétricos. Este modelo permite o desenho de novos experimentos especificamente direcionados ao estudo da reação anafilática, indicando os parâmetros a serem estimados. Utilizando-se o modelo proposto, foram realizadas simulações numéricas para uma ampla faixa de variação dos parâmetros visando identificar domínios com diferentes comportamentos do modelo. Uma análise dos resultados obtidos baseada em parâmetros adimensionais é apresentada.

A rinite alérgica (RA) é a mais comum doença mediada por IgE, que afeta aproximadamente 500 milhões de pessoas em todo o mundo. A RA é a expressão clínica da ligação entre anticorpos do tipo IgE e antígenos na mucosa nasal resultando em inflamação. Estes anticorpos foram detectados na secreção nasal de pacientes com rinite alérgica. Na abordagem da doença, temos a imunoterapia específica (IT) como único tratamento imunomodulatório antígeno específico. Foi demonstrado que IT gera uma diminuição da resposta tardia ao alérgeno tanto na pele como na mucosa do trato respiratório e esta redução se correlaciona com diminuição no número de células infiltrando os tecidos e na quantidade de mediadores inflamatórios. Objetivo: Determinar a resposta local de IgE específica e IgG4 específica no lavado nasal de pacientes com rinite alérgica antes e após o tratamento com imunoterapia alérgeno específica para Dermatophagoides pteronyssinus por um período de 6 meses; determinar a resposta inflamatória padrão Th1/ Th2/ Th17 e avaliar escore de sintomas e contagem de células no lavado nasal. Método: Selecionamos pacientes sensibilizados ao Dermatophagoides pteronissinus com diagnóstico de rinite alérgica persistente. Realizamos as analises de sintomas nasais através da escala NIS e antes de iniciar o tratamento estes indivíduos realizaram provocação nasal com alérgeno e coleta de lavado nasal. Após 6 meses de tratamento IT e placebo estes pacientes foram reavaliados. Realizamos a analise de Imunoglobulinas (IgE especifica para Der p1 e 2, IgE total, e IgG4 especifica para Der p 1), contagem de células totais, citocinas padrão Th1/Th2 e Th17. Resultados: Analisamos 19 pacientes no grupo imunoterapia e 17 no grupo placebo. A avaliação dos sintomas pela escala NIS após 6 meses de intervenção, demonstrou diferença significativa nos grupos placebo e imunoterapia, em favor da IT. A concentração do extrato utilizado na provocação nasal foi maior no grupo imunoterapia após os 6 meses de tratamento mas sem significância estatística. Quanto a dosagem das imunoglobulinas observamos diminuição da IgE total após a intervenção assim como da contagem de células totais no lavado nasal. A dosagem das citocinas livres no lavado nasal não sofreram alterações significativas. Na provocação nasal observamos aumento de IL-13, IL-10 em ambos os grupos, independente da fase de tratamento. Conclusão: Não observamos nenhuma resposta local de IgE específica e IgG4 específica no lavado nasal de pacientes com rinite alérgica antes e após o tratamento com imunoterapia alérgeno específica para Dermatophagoides pteronyssinus por um período de 6 meses. Houve melhora no escore de sintomas e diminuição da IgE total e da contagem de células no lavado nasal / Allergic rhinitis (AR) is the most common disease mediated by IgE, affecting approximately 500 million people worldwide. The AR is the clinical expression of the link between the IgE-antibodies and antigens in the nasal mucosa resulting in inflammation. Such antibodies were detected in nasal secretions of allergic rhinitis patients. As treatment for this morbidity there is specific immunotherapy (IT) as only immunomodulatory specific antigen approach. It was demonstrated that IT generates a decrease in the late response to the allergen both in the skin and in the mucosa of the respiratory tract and this reduction correlates with the decrease in the number of infiltrating cells and in the amount of inflammatory mediators. Objective: To determine the local response of specific IgE and IgG4 in nasal lavage fluids of patients with allergic rhinitis before and after treatment with specific allergen immunotherapy to house dust mite for a period of 6 months; determine the standard inflammatory response of Th1 / Th2 / Th17 and evaluate symptom score and cell counts in nasal lavage. Method: We selected patients sensitized to Dermatophagoides pteronissinus diagnosed with persistent allergic rhinitis. Nasal symptoms were assessed by Nasal Index Score, and before treatment, allergen nasal challenge and collection of nasal lavage fluid were performed. After 6 months of treatment or placebo, the patients were reevaluated. IgE specific for Der p 1 and 2, total IgE and IgG4 specific for Der p 1, total cell count were determined as well as Th1 / Th2 and Th17 cytokines. Results: We analyzed 19 patients in the immunotherapy group and 17 in the placebo group. The evaluation of symptoms by NIS scale after 6 months of intervention showed significant differences in favor of the immunotherapy group. The concentration of the extract used in the nasal challenge was higher in the immunotherapy group after 6 months of treatment but without statistical significance. The total IgE decreased after the intervention as well as the total cell count in nasal lavage. The dosage of the free cytokines in nasal lavage fluid did not change significantly. In the nasal provocation we observe an increasing in IL-13 and IL-10 in both treatment groups. Conclusion: We observed no local changes in specific IgG4 or specific IgE response in nasal lavage fluid of patients with allergic rhinitis before and after treatment with specific allergen immunotherapy to house dust mite for a period of 6 months. There was an improvement in symptom scores and a decreased of total IgE and cell counts in nasal lavage

Introdução - As doenças respiratórias - asma, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), rinite alérgica, sinusite e bronquite aguda - estão entre as principais causas de morbidade, mortalidade e de encargos financeiros para população e para o sistema de saúde. Objetivo - Estimar a prevalência e os fatores associados às doenças respiratórias no município de São Paulo entre 2008 e 2009. Métodos - Estudo transversal, de base populacional, utilizando-se os dados do Inquérito de Saúde no Município de São Paulo 2008 (ISA-Capital 2008), conduzido de 2008 a 2009, com amostra total de 3.271 pessoas de ambos os sexos. As informações foram coletadas por entrevistas domiciliares e os participantes foram selecionados por amostragem probabilística, estratificada por sexo e idade e por conglomerados em dois estágios: setores censitários e domicílios. Associação entre variáveis independentes e dependentes foi verificada na análise bivariada pelo teste 2 com nível de significância de 5 por cento. Foram utilizadas razões de prevalência e intervalos de confiança de 95 por cento e para análise ajustada utilizou-se regressão múltipla de Poisson. Resultados - A prevalência estimada para asma foi 9,1 por cento (IC95 por cento: 7,0-11,7 por cento), DPOC 4,2 por cento (IC95 por cento: 3,1-5,4 por cento), bronquite aguda 7,3 por cento (IC95 por cento: 5,5-9,8 por cento), rinite 22,6 por cento (IC95 por cento: 19,3-26,2 por cento), e para sinusite 15,3 por cento (IC95 por cento: 12,6-18,5 por cento). Após análise ajustada, identificaram-se os seguintes fatores independentemente associados à asma: idade entre 5 e 9 anos, alergia, rinite, problemas de saúde nos últimos 15 dias à entrevista, número menor de cômodos no domicílio e raça/cor da pele preta/parda; à DPOC: idade acima de 60 anos, número de cigarros fumados na vida, cansar-se com facilidade, problemas de saúde nos últimos 15 dias à entrevista e inatividade física; à bronquite aguda: idade entre 5 e 9 anos, alergia, raça/cor da pele preta/parda, número menor de cômodos no domicílio; à rinite: alergia, asma, idade entre 10 e 14 anos e residir em apartamento; à sinusite: alergia, idade entre 15 e 19 anos e obesidade. Conclusões - Os achados do presente estudo apontam para importância da abordagem integrada da asma com rinite e alergias, considerando o conceito da \"via aérea única\". Deve-se considerar idades de maior prevalência de asma (5 a 9 anos) e a cor da pele preta/parta, e ainda, residências com poucos cômodos, devido aglomeração e baixo padrão de moradia; para DPOC, considerando a tendência de seu aumento em virtude da crescente longevidade da população, o diagnóstico precoce e a necessidade de abordagem educacional para cessação do tabagismo e prática de atividades físicas, são importantes para qualidade de vida destes indivíduos e redução do impacto econômico da doença para o sistema de saúde; os fatores associados à bronquite aguda foram presença de alergia, cor da pele preta e parda, e morar em domicílios com poucos cômodos; a rinite alérgica associou-se com asma e residir em apartamento; e a sinusite esteve associada com alergia e obesidade / Introduction - Respiratory diseases - asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), allergic rhinitis, sinusitis and acute bronchitis - are among the leading causes of morbidity, mortality and financial burden for the population and the health system in Brazil and worldwide. Objective - To assess the prevalence of and the risk factors for respiratory diseases in São Paulo City, 2008-2009. Methods - A population based cross-sectional study, using data from the São Paulo City Health Survey 2008 (ISA-Capital 2008), conducted in this city along 2008 and 2009, with total sample of 3271 people of both sex. A two stage cluster sampling stratified by sex and age was used. Descriptive statistics were produced and associations were investigated through chi-square tests and prevalence ratios with 95 per cent confidence intervals. Multiple Poisson regression allowed adjustment of effect estimates. Results - The estimated prevalence of asthma was 9.1 per cent (95 per centCI: 7.0-11.7 per cent), COPD 4.2 per cent (95 per centCI: 3.1-5.4 per cent), acute bronchitis 7.3 per cent (95 per centCI: 5.5-9.8 per cent), rhinitis 22.6 per cent (95 per centCI: 19.3-26.2 per cent), and sinusitis 15.3 per cent (95 per centCI: 12.6-18.5 per cent). After adjustment, the following were identified as risk factor to asthma: age, allergy, rhinitis, health problems in the preceding fortnight, homes with few rooms and black and mixed individuals; to COPD: number of cigarettes smoked in life, easily weary, age, health problems in the preceding fortnight and free-time physical activity; to acute bronchitis: age, allergy, black and mixed individuals and homes with few rooms; to rhinitis: allergy, asthma, age and living in flats; and to sinusitis: allergic, age and obesity. Conclusions - The findings of this study indicate the importance of the integrated approach to asthma, rhinitis and allergies, considering the concept of air only, and seek preventive and treatment options that work in a systematic way with respect to these conditions, when present simultaneously. One must consider the age group that has a higher prevalence of asthma, between 5 to 9 years, and black and mixed individuals, and also consider homes with few rooms, because of household crowding and the low standard of housing; for COPD, considering the trend of its increase due to increasing longevity, the need for early diagnosis and educational approach to smoking cessation and physical activity are extremely important for quality of life related to health of these individuals and reducing the economic impact of disease to the health system; factors associated with acute bronchitis were the presence of allergy, black and mixed individuals and those who lived in homes with fewer rooms; rhinitis was associated with asthma and lived in an apartment; and sinusitis was associated with allergies and obesity

L’eczéma allergique de contact (EAC) est une réaction inflammatoire aiguë médiée par les lymphocytes T (LT), survenant suite à l’exposition répétée de la peau avec une molécule allergisante présente dans l’environnement quotidien ou professionnel. Les molécules allergisantes sont des composés de faible poids moléculaire, appelés haptènes, qui activent les cellules dendritiques (DC). Les DC jouent un rôle essentiel dans la mise en place d’un EAC : elles acquièrent un phénotype mature, contrôlé par la voie des MAPK et la voie NF-B, leur permettant de présenter l’haptène aux LT afin d’initier ainsi une réponse immunitaire spécifique.Nous avons identifié au sein de la DC une nouvelle kinase, la protéine kinase CK2, indispensable à l’acquisition d’un phénotype mature et à la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires clés dans l’orientation d’une réponse immunitaire. L’activité de la CK2 dans la DC est nécessaire à la génération d’une réponse Th1 en contrôlant la sécrétion d’IFN par les LT, et maintient une réponse Th17 préexistante. De plus, la CK2 permet à la DC de contrôler l’induction d’une réponse Th2 spontanée. Par ailleurs, la CK2 contrôle l’expression des gènes cibles de Nrf2, un facteur de transcription majeur dans la lutte contre le stress chimique induit par les haptènes. L’activation de Nrf2 met en jeu de nombreuses voies de signalisation, et nous avons mis en évidence c-Jun, facteur de transcription activé par les molécules allergisantes, comme un potentiel partenaire transcriptionnel de Nrf2. / Allergic contact dermatitis represents a severe health problem with increasing worldwide prevalence. It is a T cell-mediated inflammatory skin disease caused by chemicals present in daily or professional environment. Contact sensitizers are low molecular weight compounds termed haptens. These molecules are known to induce an up-regulation of phenotypic markers and cytokine secretion in dendritic cells (DCs), professional antigen-presenting cells, leading to the generation of effector T lymphocytes (LT).We identified a new kinase, termed CK2 (formerly casein kinase 2), as a key kinase in DCs in the acquisition of a mature phenotype and in the production of pro-inflammatory cytokines, involved in T cell polarization in response to contact sensitizers. CK2 activity in DC is necessary to induce a Th1 polarization by controlling the secretion of IFN- by LT, and maintains a pre-existing Th17 response. Moreover, CK2 in DC negatively controls a spontaneous Th2 response.Finally, CK2 controls the expression of Nrf2 target genes mRNA. Nrf2 is a protective transcription factor playing a major role in detoxification, oxidative stress and allergic inflammation generated by contact sensitizers. Nrf2 activation involves different kinases and we highlight that c-Jun could be bound to Nrf2 to generate an active transcriptional complex in response to chemicals.

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Les eczémas [eczéma allergique de contact (EAC) et l'eczéma atopique (EA)] sont des dermatoses inflammatoires fréquentes des pays industrialisés. Elles sont induites suite au recrutement et à l'activation dans la peau de lymphocytes T spécifiques d'allergènes, qui sont présents dans notre environnement, et qui sont habituellement très bien tolérés par la majoritédes individus exposés. Ce travail de thèse porte sur un aspect novateur de la physiopathologie des eczémas, à savoir : la contribution des lymphocytes T mémoires résidants (LTrm) dans la peau à la chronicité et à la sévérité de ces maladies.Capitalisant sur des modèles précliniques pertinents ainsi que sur des échantillons cliniques prélevés chez les patients, ce travail a permis d'acquérir de nouvelles connaissances : (i) de nombreux LTrm CD8+ spécifiques colonisent les lésions d'eczéma (ii) ils s'accumulent avecla persistance de l'allergène dans la peau, (iii) ils jouent un rôle majeur dans les récidives de la maladie, mais (iv) ils expriment à leur surface divers récepteurs inhibiteurs, tels que PD-1 ou TIM-3, qui empêchent la survenue de réponses allergiques excessives.Ces travaux apportent donc des informations majeures sur la nature unique des LTrm CD8+ spécifiques d'allergènes et des mécanismes qui contrôlent leur réactivation, afin de préserver l'intégrité de la peau et la survenue de réactions chroniques sévères. Le développement des nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la réactivation des LTrm via leurs récepteursinhibiteurs pourrait permettre de restaurer la tolérance chez les individus allergiques / Allergic contact dermatitis (ACD) and atopic dermatitis (AD), also referred to contact or atopic eczema, are frequent skin inflammatory diseases with increasing prevalence and high socioeconomic impact in Western countries. Eczemas are the prototype of skin delayed-type hypersensitivity reactions. Skin lesions are induced by the recruitment and activation in the skin of effector/memory T cells specific for environmental antigens that are innocuous to healthy non-allergic individuals.The aim of this work was to better understand the pathophysiology of eczemas by a comprehensive analysis of the contribution of skin resident memory T cells (Trm) to the chronicity and severity of these diseases.Capitalizing on relevant preclinical eczema models and on clinical samples collected from allergic patients, this work showed that: (i) numerous allergen-specific CD8+Trm colonize the eczema lesion, (ii) they accumulate in the epidermis in response to the long-term persistence of the allergen in the skin, (iii) they are instrumental for the recurrence of eczema, but (iv) theyexpress several inhibitory check point receptors (ICRs, such as PD-1, TIM-3) at their surface, which keep them in check to prevent the development of severe immunopathology.Thus, our work provides important information for considering the unique nature of hapteninduced CD8+ Trm and the mechanisms that prevent their unwanted reactivation and subsequent development of chronic or severe skin allergy. The development of therapeutic strategies targeting the reactivation of skin Trm in situ via their ICRs should open new avenues to restore tolerance in allergic individuals

Les nanoparticules (NPs) organiques représentent un outil majeur d'innovation en dermatologie. L'objectif de cette thèse a été de développer et d'optimiser des procédés d'encapsulation d'un mélange de molécules odorantes appelé fragrance mix I (FMI) dans des nanoparticules (NPs) de différentes natures: NPs polymères (poly-ε-caprolactone, PCL), ou NPs lipidiques solides (SLNs) (à base de vaseline, beurre de karité, cire de candelilla, triglycérides C10-18, ou palmitate de cétyle). Ces nouveaux systèmes ont alors été évalués pour la vectorisation de ce mélange à travers un explant de peau de porc, afin de modéliser la distribution des molécules composant le FMI dans les différentes assises cutanées. En parallèle, elles ont également été appliquées en tant que promoteurs de solubilisation du FMI pour le développement d'un nouveau test de diagnostic in vitro de l'allergie aux parfums. Nos résultats montrent que: (i) les NPs polymères, principalement anioniques, sont les plus adaptées pour promouvoir la pénétration transépidermique du FMI. Au contraire, les SLNs s'agglomèrent dans le stratum corneum, conduisant à une accumulation du FMI dans cette assise ; (ii) qu'au-delà du type de vecteur utilisé, la pénétration des molécules du FMI dans les couches les plus profondes de la peau dépend de leur coefficient de partage intrinsèque ; (iii) que les nanoparticules de PCL augmentent significativement la solubilisation du FMI dans les milieux de culture conventionnels et permettent ainsi une réactivation robuste des lymphocytes T spécifiques circulant chez des patients présentant une allergie au parfums. L'ensemble de ces résultats confirme donc tout le potentiel des NPs organiques pour le développement de futures stratégies de délivrance ciblée de plusieurs actifs dans les différents compartiments cutanés. Ces nouveaux vecteurs offrent en outre une alternative prometteuse pour améliorer le diagnostic de l'eczéma de contact induit par les parfums et plus généralement par des allergènes hydrophobes / The aim of this work was to develop and optimize methods for fragrance mix I (FMI) encapsulation into nanoparticles (NPs) of two types of nanoparticles (NPs) : polymeric NPs (poly-ε-caprolactone, PCL) and solid lipid NPs (SLNs) (prepared with petrolatum, shea butter, candelilla wax, C10-18 triglycerides, or cetyl palmitate). Then, these new NPss were evaluated as vectors through a pig skin to analyze the distribution of the FMI molecules in the different skin layers. In parallel, NPs have also been applied as solubilizers for the development of a new in vitro test for the diagnosis of fragrance allergy. Our results show that (i) NPs polymers, mainly anionic NPs, are the most suitable vectors to promote trans-epidermal penetration of fragrance. On the contrary, SLNs were found in the stratum corneum, leading to an accumulation of fragrance in this layer; (ii) whatever the type of NPs, the penetration of the FMI molecules in the deeper layers of the skin depends on their intrinsic partition coefficient; (iii) PCL-NPs significantly increase the FMI solubilization in conventional culture media and, allowing a robust reactivation of circulating specific T cells in patients with allergy to fragrances. All of these results confirm the potential of organic NPs for the development of future strategies (for the skin delivery of several actives in the different skin layers). These new vectors further offer a promising alternative to improve the diagnosis of contact dermatitis induced by fragrances and more generally by hydrophobic allergens

O estudo dos mecanismos que desencadeiam as reações alérgicas é um tema de grande interesse científico na atualidade. A anafilaxia, reação alérgica sistêmica severa, tem ocupado um lugar de destaque nas pesquisas. Diferentes experimentos em laboratório, tanto in vivo quanto in vitro, assim como diferentes modelos matemáticos baseados nos resultados experimentais, têm procurado investigar a participação ou não dos mastócitos nesse mecanismo. No entanto, os resultados obtidos não são conclusivos, dividindo a comunidade científica em dois grupos: os que consideram determinante o papel dos mastócitos responsáveis pela liberação de histamina e os que consideram que a histamina não é o neurotransmissor determinante na reação anafilática. Trabalhos anteriores propuseram modelos diferenciais para simular processos relacionados com a reação anafilática na escala celular para o mecanismo de geração de potencial na membrana das células. Mais recentemente foi proposto, a nível de tecido, um modelo probabilístico para simular a resposta in vitro a antígenos. A nível de organismo têm sido propostos modelos de multi compartimentos para a cinética da histamina no fluido sanguíneo. Contudo, nenhum trabalho até o momento abordou a construção de um modelo capaz de descrever os processos que participam no mecanismo de reação anafilática nas diversas escalas. Neste trabalho propomos um modelo que integra as escalas celular e do tecido, que permite modelar experimentos in vitro, e que pode ser estendido para escala do organismo incluindo o fluxo sanguíneo para modelar experimentos in vivo. O modelo proposto integra o mecanismo de resposta elétrica a nível celular com o processo de reação-difusão da histamina e dos antígenos no tecido, considerando o mecanismo de reação mediado por mastócitos. Para integrar as duas escalas propomos uma relação constitutiva baseada em resultados experimentais da resposta mecânica (contração do tecido) a estímulos elétricos. Este modelo permite o desenho de novos experimentos especificamente direcionados ao estudo da reação anafilática, indicando os parâmetros a serem estimados. Utilizando-se o modelo proposto, foram realizadas simulações numéricas para uma ampla faixa de variação dos parâmetros visando identificar domínios com diferentes comportamentos do modelo. Uma análise dos resultados obtidos baseada em parâmetros adimensionais é apresentada. / The study of the mechanisms that set off allergic reactions is being a subject of great scientific interest. Anaphylaxis, severe systemic allergic reaction, occupies a prominence place in researches. Different laboratory experiments, in vivo as well as in vitro, and also different mathematical models based on experimental results, tries to investigate if mast cells takes part in those mechanisms or not. However, the obtained results are inconclusive, dividing the scientific community in two groups: one considering that mast cells have a prime role in releasing histamine, and another one which considers that histamine is not the determinative neurotransmitter in the anaphylactic reaction. Previous works proposed differential models to simulate processes related to anaphylactic reactions in the cellular scale for the cell membrane potential generation mechanism. More recently, it has been proposed a probabilistic model, in the tissue scale, to simulate an in vitro antigen response. In the organism level scale, multi-compartimental models have been proposed for the kinetics of histamine in the blood. Nevertheless, no work, until now, has proposed the construction of a model that is able to describe the processes that participate in the mechanism of anaphylactic reaction in different scales. In this work, a model is proposed that integrates the cellular and the tissue scales, allowing to model in vitro experiments, being capable to be extended to the organism scale by the inclusion of the blood flow to model in vivo experiments. The proposed model couples the electric response in the cellular level with the reaction-diffusion of histamine and antigens in the tissue, considering the reaction mechanism mediated by the mast cells. To integrate these two scales, it is proposed here a constitutive relation based on experimental results for the mechanical response (tissue contraction) to electric stimulus. This model allows to design experiments specifically related to the anaphylaxis reaction, indicating the parameters that should be estimated. With this model, numerical simulations have been performed for a wide variation range of the parameters to identify the different domains of the model. A dimensionless parameter based analysis is presented for the obtained results.

Introdução - As doenças respiratórias - asma, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), rinite alérgica, sinusite e bronquite aguda - estão entre as principais causas de morbidade, mortalidade e de encargos financeiros para população e para o sistema de saúde. Objetivo - Estimar a prevalência e os fatores associados às doenças respiratórias no município de São Paulo entre 2008 e 2009. Métodos - Estudo transversal, de base populacional, utilizando-se os dados do Inquérito de Saúde no Município de São Paulo 2008 (ISA-Capital 2008), conduzido de 2008 a 2009, com amostra total de 3.271 pessoas de ambos os sexos. As informações foram coletadas por entrevistas domiciliares e os participantes foram selecionados por amostragem probabilística, estratificada por sexo e idade e por conglomerados em dois estágios: setores censitários e domicílios. Associação entre variáveis independentes e dependentes foi verificada na análise bivariada pelo teste 2 com nível de significância de 5 por cento. Foram utilizadas razões de prevalência e intervalos de confiança de 95 por cento e para análise ajustada utilizou-se regressão múltipla de Poisson. Resultados - A prevalência estimada para asma foi 9,1 por cento (IC95 por cento: 7,0-11,7 por cento), DPOC 4,2 por cento (IC95 por cento: 3,1-5,4 por cento), bronquite aguda 7,3 por cento (IC95 por cento: 5,5-9,8 por cento), rinite 22,6 por cento (IC95 por cento: 19,3-26,2 por cento), e para sinusite 15,3 por cento (IC95 por cento: 12,6-18,5 por cento). Após análise ajustada, identificaram-se os seguintes fatores independentemente associados à asma: idade entre 5 e 9 anos, alergia, rinite, problemas de saúde nos últimos 15 dias à entrevista, número menor de cômodos no domicílio e raça/cor da pele preta/parda; à DPOC: idade acima de 60 anos, número de cigarros fumados na vida, cansar-se com facilidade, problemas de saúde nos últimos 15 dias à entrevista e inatividade física; à bronquite aguda: idade entre 5 e 9 anos, alergia, raça/cor da pele preta/parda, número menor de cômodos no domicílio; à rinite: alergia, asma, idade entre 10 e 14 anos e residir em apartamento; à sinusite: alergia, idade entre 15 e 19 anos e obesidade. Conclusões - Os achados do presente estudo apontam para importância da abordagem integrada da asma com rinite e alergias, considerando o conceito da \"via aérea única\". Deve-se considerar idades de maior prevalência de asma (5 a 9 anos) e a cor da pele preta/parta, e ainda, residências com poucos cômodos, devido aglomeração e baixo padrão de moradia; para DPOC, considerando a tendência de seu aumento em virtude da crescente longevidade da população, o diagnóstico precoce e a necessidade de abordagem educacional para cessação do tabagismo e prática de atividades físicas, são importantes para qualidade de vida destes indivíduos e redução do impacto econômico da doença para o sistema de saúde; os fatores associados à bronquite aguda foram presença de alergia, cor da pele preta e parda, e morar em domicílios com poucos cômodos; a rinite alérgica associou-se com asma e residir em apartamento; e a sinusite esteve associada com alergia e obesidade / Introduction - Respiratory diseases - asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), allergic rhinitis, sinusitis and acute bronchitis - are among the leading causes of morbidity, mortality and financial burden for the population and the health system in Brazil and worldwide. Objective - To assess the prevalence of and the risk factors for respiratory diseases in São Paulo City, 2008-2009. Methods - A population based cross-sectional study, using data from the São Paulo City Health Survey 2008 (ISA-Capital 2008), conducted in this city along 2008 and 2009, with total sample of 3271 people of both sex. A two stage cluster sampling stratified by sex and age was used. Descriptive statistics were produced and associations were investigated through chi-square tests and prevalence ratios with 95 per cent confidence intervals. Multiple Poisson regression allowed adjustment of effect estimates. Results - The estimated prevalence of asthma was 9.1 per cent (95 per centCI: 7.0-11.7 per cent), COPD 4.2 per cent (95 per centCI: 3.1-5.4 per cent), acute bronchitis 7.3 per cent (95 per centCI: 5.5-9.8 per cent), rhinitis 22.6 per cent (95 per centCI: 19.3-26.2 per cent), and sinusitis 15.3 per cent (95 per centCI: 12.6-18.5 per cent). After adjustment, the following were identified as risk factor to asthma: age, allergy, rhinitis, health problems in the preceding fortnight, homes with few rooms and black and mixed individuals; to COPD: number of cigarettes smoked in life, easily weary, age, health problems in the preceding fortnight and free-time physical activity; to acute bronchitis: age, allergy, black and mixed individuals and homes with few rooms; to rhinitis: allergy, asthma, age and living in flats; and to sinusitis: allergic, age and obesity. Conclusions - The findings of this study indicate the importance of the integrated approach to asthma, rhinitis and allergies, considering the concept of air only, and seek preventive and treatment options that work in a systematic way with respect to these conditions, when present simultaneously. One must consider the age group that has a higher prevalence of asthma, between 5 to 9 years, and black and mixed individuals, and also consider homes with few rooms, because of household crowding and the low standard of housing; for COPD, considering the trend of its increase due to increasing longevity, the need for early diagnosis and educational approach to smoking cessation and physical activity are extremely important for quality of life related to health of these individuals and reducing the economic impact of disease to the health system; factors associated with acute bronchitis were the presence of allergy, black and mixed individuals and those who lived in homes with fewer rooms; rhinitis was associated with asthma and lived in an apartment; and sinusitis was associated with allergies and obesity

A asma ocupacional é a forma mais comum de doença pulmonar relacionada ao trabalho e vários dos casos reportados estão correlacionados à exposição de proteases. A serino protease subtilisina foi bastante utilizada na década de 60 e foi a principal responsável pela alta incidência de asma na indústria de detergente. Este projeto visou a desenvolver um modelo murino de inflamação alérgica pulmonar à subtilisina e caracterizar os mecanismos principais envolvidos nessa resposta. A sensibilização e desafio com subtilisina induziu doença alérgica pulmonar, verificada pela eosinofilia às vias aéreas, produção de muco, IgE total, hiper reatividade brônquica e produção de citocinas tipo II no pulmão. Estas respostas foram dependentes da atividade enzimática da subtilisina, PAR-2, receptor de IL-33 ST2, IL-1R e da sinalização via MyD88. Em conjunto, nossos resultados estabelecem um novo modelo experimental de asma ocupacional induzida por subtilisina e fornece os principais mecanismos moleculares responsáveis pela inflamação alérgica. / Occupational asthma is the most common form of pulmonary disease related to work. Most of occupational asthma cases reported are strictly correlated with proteases exposure. Serine protease subtilisin was widely used in the detergent industry during the 60s, which resulted in increased incidence of occupational asthma. We aimed to develop and characterize a murine model of occupational asthma using subtilisin as allergen. Briefly, sensitization and challenge with subtilisin triggered lung allergic inflammation, as accessed by eosinophilic influx to the airways, mucus production, and increased levels of type II cytokines. Subtilisin induced total IgE and airway hyperactivity. Allergic responses to subtilisin were dependent on its serine protease activity, protease-activated receptor (PAR)-2, IL-33 receptor ST2, IL-1R, and Myd88 signaling. Together, these data establish a new murine model of occupational asthma induced by subtilisin and provide the main molecular mechanisms responsible for allergic inflammation.