Childhood asthma heterogeneity at the era of precision medicine: Modulating the immune response or the microbiota for the management of asthma attack

Abstract

Exacerbations are a main characteristic of asthma. In childhood, the risk is increasing with severity. Exacerbations are a strong phenotypic marker, particularly of severe and therapy-resistant asthma. These earlylife events may influence the evolution and be involved in lung function decline.In children, asthma attacks are facilitated by exposure to allergens and pollutants, but are mainly triggered by microbial agents. Multiple studies have assessed immune responses to viruses, and to a lesser extend bacteria, during asthma exacerbation. Research has identified impairment of innate immune responses in children, related to altered pathogen recognition, interferon release, or anti-viral response. Influence of this host-microbiota dialog on the adaptive immune response may be crucial, leading to the development of biased T helper (Th)2 inflammation. These dynamic interactions may impact the presentations of asthma attacks, and have long-term consequences.The aim of this review is to synthesize studies exploring immune mechanisms impairment against viruses and bacteria promoting asthma attacks in children. The potential influence of the nature of infectious agents and/or preexisting microbiota on the development of exacerbation is also addressed. We then discuss our understanding of how these diverse host-microbiota interactions in children may account for the heterogeneity of endotypes and clinical presentations. Finally, improving the knowledge of the pathophysiological processes induced by infections has led to offer new opportunities for the development of preventive or curative therapeutics for acute asthma. A better definition of asthma endotypes associated with precision medicine might lead to substantial progress in the management of severe childhood asthma.

Bacteriophage deficiency characterizes respiratory virome dysbiosis in childhood asthma

“…Upper respiratory viruses, most importantly rhinoviruses (RV), are strongly implicated in the induction of airway hyperresponsiveness and airway remodelling 1,4, [28][29][30][31] . Impairment of innate immune responses in children with asthma results in defective pathogen recognition, impaired interferon release and suboptimal antiviral responses 32,33 , and drives the development of biased T2 inflammation 32,33 .…”

Возможности профилактики инфекционнo-зависимых обострений бронхиальной астмы у детей с применением бактериальных лизатов

“…Проведеними дослідженнями встановлено, що бактеріальні лізати можуть модулювати активність клітин імунної системи, включно з ДК, моноцитами, макрофагами, В-і Тreg-клітинами, бронхіальним епітелієм (рис. 1) [25,26].…”

“…В експериментальних дослідженнях доведено вплив бактеріальних лізатів на дозрівання ДК, підвищення продукції антивірусних цитокінів/хемокінів та експресії молекул, що залучені до антигенної презентації [25,26]. Бактеріальні лізати здатні підвищувати секрецію цитокінів (IL-1, IL-2, IL-13, TNF-α) макрофагами й моноцитами, експресію молекул адгезії (LFA-1, MAC-1, ICAM-1), продукцію радикалів кисню [21]; посилювати антиген-специфічну й поліклональну активність В-клітин із продукцією антивірусних імуноглобулінів; активувати проліферацію Тreg-клітин, що сприяють поляризації Th1-відповіді й толерантності до алергенів [27,28]; регулювати експресію противірусних протеїнів C1q-R і β-дефензину [29].…”

“…Дані метааналізу та інших досліджень свідчать про кращий ефект бактеріальних лізатів у дітей раннього віку, у яких частіше реєструються ГРВІ [23,26,36,37]. Враховуючи механізм дії бактеріальних лізатів і попередні докази щодо їх ефективності при обструктивних захворюваннях і БА, деякі дослідники вивчають можливості первинної профілактики БА в дітей груп ризику із застосуванням бактеріальних лізатів [38].…”

Significance of Immune-related Genes in the Diagnosis and Subtype Classification of Childhood Asthma

“…Bronchial asthma is the most common chronic respiratory disease in children. The recent increase in the incidence of childhood asthma not only threatens child health but also poses a signi cant public health issue in industrialized countries 1 . According to the international study of asthma and allergies in childhood (ISAAC), the prevalence of childhood asthma in some countries exceeds 10% 2 .…”