Les enfants nés avec divers syndromes causés par des facteurs génétiques ou acquis ont fait l’objet de nombreuses études cliniques et de recherche. Il est important à la fois de comprendre le mécanisme sous-jacent et d’améliorer la condition lorsque cela est possible.
Une récente Antioxydants revue porte sur le rôle du stress oxydatif dans des conditions génétiques telles que la trisomie 21 (syndrome de Down, DS), le syndrome de Marfan (MFS) et les troubles du spectre de l’alcoolisation fœtale (TSAF). Ces informations ont le potentiel de soutenir le développement de stratégies préventives et/ou thérapeutiques plus spécifiques et efficaces à l’avenir.
Étude: L’impact du stress oxydatif sur les syndromes pédiatriques. Crédit d’image : SciePro / Shutterstock.com
Sommaire
Introduction
Le stress oxydatif fait référence à l’état dans lequel l’activité antioxydante est incapable de tamponner l’activité des espèces oxydantes dans le corps. Cela est dû en grande partie à la surproduction d’espèces oxydantes, y compris les espèces radicalaires de l’oxygène (ROS); cependant, cela pourrait également survenir en raison de faibles niveaux de ROS.
Espèces oxydantes
Les ROS interviennent dans une multitude de fonctions utiles, notamment la destruction des agents pathogènes lors de réponses inflammatoires ou la régulation de la fonction cardiovasculaire et de l’activation des protéines. Cependant, lorsqu’elles sont insuffisamment régulées par les antioxydants cellulaires, les ERO peuvent causer des lésions tissulaires et un dysfonctionnement des organes.
Les ROS comprennent le superoxyde (O2–), hydroxyle (OH–), et le peroxyde d’hydrogène (H2O2). O2– est le ROS le plus stable et le plus primaire dont dérivent les deux autres. Le ROS le plus dommageable est OH–car il est capable de blesser l’ADN, les protéines, les lipides et les glucides.
Les anions superoxydes sont produits dans les mitochondries par un faux pas dans la chaîne de transport d’électrons (ETC) qui est responsable de la formation de la molécule à haute énergie adénosine triphosphate (ATP).
La production d’O2– au cours de ce processus est plus probable lorsque la cellule produit un excès d’ATP, avec une réduction ultérieure de l’activité ETC, ou avec un découplage induit par le stress de certaines parties de l’ETC. Les ERO peuvent également provenir du tabagisme, de l’exposition à l’ozone ou aux rayonnements ionisants, aux rayons ultraviolets et à certains métaux lourds.
Les effets de la production de ROS comprennent des ruptures d’ADN et d’autres types de dommages pouvant entraîner un cancer, un vieillissement accéléré, des maladies neurodégénératives, des maladies auto-immunes ou des maladies cardiovasculaires. Des changements épigénétiques qui altèrent la réparation de l’ADN peuvent également se produire.
Antioxydants
Les antioxydants appartiennent aux groupes enzymatiques et non enzymatiques. Les antioxydants enzymatiques comprennent la superoxyde dismutase (SOD) dans les mitochondries, la réduction des ions superoxyde, les catalases, la glutathion peroxydase (GTPx) et la glutathion transférase (GST), entre autres. GTPx est bien connu pour son action dans la détoxification des peroxydes lipidiques et la décomposition de H2O2 en deux molécules d’eau.
Les antioxydants non enzymatiques comprennent la vitamine E ou alfa-tocoférol, les caroténoïdes et la vitamine C, qui s’associe à la vitamine E, au resvératrol et à d’autres polyphénols végétaux.
Syndromes pédiatriques
Plusieurs syndromes impliquent le stress oxydatif, notamment le DS, le MFS, l’ETCAF, le syndrome de Gaucher, l’ataxie-télengiectasie (AT), l’anémie de Fanconi, les troubles du spectre autistique (TSA) et les immunodéficiences primitives (IP).
ETCAF
L’ETCAF désigne un éventail d’anomalies cognitives et comportementales chez le nouveau-né liées à la consommation d’alcool par la mère pendant la grossesse. Le syndrome d’alcoolisation fœtale (SAF) est la principale cause de retard mental dans le monde et la principale cause d’anomalies neurodéveloppementales évitables. En conséquence, l’alcool à n’importe quelle dose est totalement interdit pendant la grossesse, en attendant l’établissement d’un minimum de sécurité.
Le mécanisme des dommages dans l’ETCAF est le stress oxydatif sur l’hippocampe en développement qui est déclenché par l’alcool. Ceci est médié par l’incapacité du fœtus à métaboliser efficacement plus de la moitié de l’alcool ingéré par la mère.
La génération résultante de ROS, en réponse à la surexpression des enzymes NOX2 et NOx4endommage le cerveau, notamment en raison de sa richesse en acides gras, substrat idéal pour l’activité des ROS.
Une thérapie antioxydante pour les femmes qui boivent pendant la grossesse pourrait prévenir ces effets nocifs, comme le suggèrent plusieurs expériences sur des souris utilisant de la vitamine E, de la vitamine C, de l’astaxanthine et des acides gras oméga-3.
À
La TA est un syndrome purement génétique avec de multiples manifestations cliniques au cours des 20 premières années de vie. Parmi celles-ci, les plus invalidantes sont les tumeurs à cellules T et l’ataxie cérébelleuse. La pathologie réside dans le gène Ataxia Telangiectasia Mutated (ATM), qui est essentiel pour initier la réparation de l’ADN.
Comme de nombreux autres troubles génétiques, de nombreux défauts sont également secondaires à une activité accrue des ROS par le biais d’un dysfonctionnement mitochondrial et de la régulation à la hausse d’autres sources de ROS. La lipoprotéine de basse densité oxydée (ox-LDL) est un déclencheur de l’inflammation à médiation cellulaire immunitaire et des modifications vasculaires avec une fragmentation accrue de l’ADN.
DS
Dans DS, les 21 supplémentairesSt le chromosome est le site de l’antioxydant enzymatique clé SOD-1, qui convertit le superoxyde en H2O2 pour un métabolisme ultérieur en eau par catalase ou GTPx. La surexpression de SOD-1 de 50% chez ces patients, sans augmentation correspondante des deux autres enzymes, pourrait expliquer l’accumulation de H2O2 et le stress oxydatif qui en résulte.
La protéine précurseur de la bêta-amyloïde A4 est triplée, entraînant ainsi un excès de bêta-amyloïde (Aβ), caractéristique de la maladie d’Alzheimer (MA). La SD est la principale cause de MA précoce, qui est liée au stress oxydatif, car ce dernier empêche l’élimination cellulaire normale des protéines anormales. L’accumulation d’agrégats Aβ pourrait entraîner une peroxydation lipidique.
Plusieurs autres protéines et facteurs de transcription impliqués dans la régulation des réponses antioxydantes ont été signalés comme étant affectés dans le DS. Le stress oxydatif associé à ces changements pourrait expliquer les handicaps cognitifs et intellectuels associés au SD, ainsi que les anomalies cardiaques souvent retrouvées chez ces enfants.
Les suppléments d’antioxydants et l’exercice physique pourraient être utiles pour limiter ou améliorer les manifestations neurologiques du DS.
Autres syndromes pédiatriques
Avec les TSA, une activité antioxydante cérébrale réduite dans le cerveau a été observée. Des études en cours étudient dans quelle mesure la thérapie avec des antioxydants exogènes pourrait aider ces patients.
Des résultats similaires ont été rapportés dans de nombreux autres syndromes génétiques, tels que l’accumulation de métabolites toxiques entraînant la production de ROS dans la maladie de Gaucher, ainsi que la surproduction de H2O2 et l’oxyde nitrique (NO) entraîné par la dilatation anévrismale de l’aorte dans le MFS qui conduit à la surexpression de l’enzyme productrice de ROS NOX4 et SOD.
conclusion
La revue actuelle rapporte que le stress oxydatif peut être à l’origine de nombreuses anomalies anatomiques et physiologiques dans plusieurs maladies syndromiques pédiatriques. Bien qu’il s’agisse de la principale cause de l’ETCAF, il est secondaire à l’état de la maladie dans les syndromes génétiques.
Cliniquement, cela montre comment l’ETCAF est complètement évitable en évitant l’exposition au stress oxydatif pendant la grossesse. Dans les syndromes pédiatriques génétiques, l’accumulation d’espèces oxydantes secondaire à la dérégulation de multiples voies pourrait potentiellement être contrecarrée par une supplémentation judicieuse en antioxydants.
Parallèlement à ces suppléments, il convient également de souligner les avantages de l’exercice régulier et d’une alimentation saine en termes de réduction du stress oxydatif. Des études supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les cliniciens peuvent recommander ces stratégies de manière appropriée à leurs patients.
