Le rôle du stress oxydatif dans les syndromes congénitaux

Le rôle du stress oxydatif dans les syndromes congénitaux

Les enfants nés avec divers syndromes causés par des facteurs génétiques ou acquis ont fait l'objet de nombreuses études cliniques et scientifiques. Il est important à la fois de comprendre le mécanisme sous-jacent et de soulager la situation si possible.

Un récent Antioxydants La revue aborde le rôle du stress oxydatif dans les troubles génétiques tels que la trisomie 21 (syndrome de Down, DS), le syndrome de Marfan (MFS) et les troubles du spectre de l'alcoolisation fœtale (ETCAF). Ces informations ont le potentiel de soutenir le développement de stratégies préventives et/ou thérapeutiques plus spécifiques et plus efficaces à l’avenir.

Apprendre: L'influence du stress oxydatif sur les syndromes pédiatriques.Source de l'image : SciePro / Shutterstock.com

introduction

Le stress oxydatif est la condition dans laquelle l’activité antioxydante est incapable de tamponner l’activité des espèces oxydantes dans l’organisme. Cela est dû en grande partie à la surproduction d’espèces oxydantes, notamment les espèces radicalaires de l’oxygène (ROS) ; Cependant, cela pourrait également être dû à de faibles niveaux de ROS.

Espèces oxydantes

Les ROS assurent diverses 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, lorsque les ROS ne sont pas correctement régulés par les antioxydants cellulaires, ils peuvent provoquer des lésions tissulaires et un dysfonctionnement des organes.

Les ROS comprennent le superoxyde (O2-), l'hydroxyle (OH-) et le peroxyde d'hydrogène (H2O2). O2- est le ROS le plus stable et le plus primaire dont sont dérivés les deux autres. Le ROS le plus nocif est l’OH-, car il peut endommager l’ADN, les protéines, les lipides et les glucides.

Les anions superoxydes se forment dans les mitochondries à la suite d'un faux pas dans la chaîne de transport d'électrons (ETC), responsable de la formation de l'adénosine triphosphate (ATP), une molécule riche en énergie.

La production d'O2- au cours de ce processus est plus probable lorsque la cellule produit un excès d'ATP, entraînant une réduction de l'activité de l'ETC, ou lorsqu'il y a un découplage induit par le stress de certaines parties de l'ETC. Les ROS 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 incluent des cassures de l’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 altérant la réparation de l’ADN peuvent également survenir.

Antioxydants

Les antioxydants appartiennent à des groupes enzymatiques et non enzymatiques. Les antioxydants enzymatiques comprennent, entre autres, la superoxyde dismutase (SOD) dans les mitochondries, réduisant les ions superoxydes, les catalases, la glutathion peroxydase (GTPx) et les glutathion transférases (GST). Le GTPx est connu pour son action de détoxification des peroxydes lipidiques et de division du H2O2 en deux molécules d'eau.

Les antioxydants non enzymatiques comprennent la vitamine E ou alpha-tocoférol, les caroténoïdes et la vitamine C, qui agit avec la vitamine E, le resvératrol et 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-télégiectasie (AT), l'anémie de Fanconi, les troubles du spectre autistique (TSA) et les déficits immunitaires primitifs (IP).

ETCAF

L'ETCAF fait référence à un éventail de troubles cognitifs et comportementaux chez le nouveau-né liés à la consommation d'alcool par la mère pendant la grossesse. Le syndrome d'alcoolisme fœtal (SAF) est la principale cause de déficience intellectuelle dans le monde et la principale cause de troubles neurodéveloppementaux évitables. Par conséquent, l'alcool, quelle que soit sa dose, est totalement interdit pendant la grossesse jusqu'à ce qu'un minimum de sécurité soit établi.

Le mécanisme des dommages causés par l’ETCAF est le stress oxydatif induit par l’alcool sur l’hippocampe en développement. Ceci est dû à l’incapacité du fœtus à métaboliser efficacement plus de la moitié de l’alcool ingéré par la mère.

La formation de ROS qui en résulte en réponse à la surexpression des enzymes NOX2 et NOX4 endommage le cerveau, notamment en raison de sa teneur élevée en acides gras, qui représentent le substrat idéal pour l'activité des ROS.

Un traitement antioxydant pour les femmes qui boivent pendant la grossesse pourrait prévenir de tels effets nocifs, 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

L'AT est un syndrome purement génétique avec de multiples manifestations cliniques au cours des 20 premières années de vie. Parmi celles-ci, les tumeurs à cellules T et l’ataxie cérébelleuse sont les plus débilitantes. La pathologie réside dans le gène Ataxia Telangiectasia Mutated (ATM), qui est crucial pour initier la réparation de l’ADN.

Comme pour de nombreux autres troubles génétiques, de nombreux défauts sont également secondaires à une activité accrue des ROS due à un dysfonctionnement mitochondrial et à la régulation positive d’autres sources de ROS. Les lipoprotéines de basse densité oxydées (ox-LDL) sont un déclencheur d'inflammation à médiation cellulaire immunitaire et de modifications vasculaires accompagnées d'une fragmentation accrue de l'ADN.

D.S.

Dans DS, le 21ème chromosome supplémentaire est l'emplacement du principal antioxydant enzymatique SOD-1, qui convertit le superoxyde en H2O2 pour une conversion ultérieure en eau par catalase ou GTPx. La surexpression de 50 % de SOD-1 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 amyloïde bêta-A4 est triplée, ce qui entraîne un excès de bêta-amyloïde (Aβ), caractéristique de la maladie d'Alzheimer (MA). Le DS est la principale cause de la MA à apparition précoce, liée au stress oxydatif car elle 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 seraient affectés dans le DS. Le stress oxydatif associé à ces changements peut être responsable des déficiences cognitives et intellectuelles associées au DS, ainsi que des anomalies cardiaques couramment observées chez ces enfants.

Les suppléments antioxydants et l’exercice peuvent être utiles pour réduire ou améliorer les manifestations neurologiques du DS.

Autres syndromes pédiatriques

Une diminution de l’activité antioxydante dans le cerveau a été observée dans les cas de TSA. Des études en cours étudient dans quelle mesure un traitement par 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, et la surproduction de H2O2 et d'oxyde nitrique (NO) provoquée par la dilatation anévrismale de l'aorte dans le MFS conduit à une surexpression des enzymes productrices de ROS, NOX4 et SOD.

Conclusions

La revue actuelle rapporte que le stress oxydatif peut provoquer de nombreuses anomalies anatomiques et physiologiques dans plusieurs maladies syndromiques chez les enfants. Bien qu’il s’agisse de la cause principale de l’ETCAF, dans les syndromes génétiques, il s’agit d’une cause secondaire de la maladie.

Cliniquement, cela montre que l’ETCAF est totalement évitable en évitant le stress oxydatif pendant la grossesse. Dans les syndromes génétiques pédiatriques, l’accumulation d’espèces oxydantes résultant d’une dérégulation de plusieurs voies de signalisation pourrait potentiellement être contrecarrée par une supplémentation judicieuse en antioxydants.

Outre ces compléments alimentaires, il convient également de souligner les bénéfices d’une activité physique régulière et d’une alimentation saine pour réduire le stress oxydatif. Des études supplémentaires sont nécessaires pour déterminer comment les médecins peuvent recommander de manière appropriée ces stratégies à leurs patients.​​​​​​​

Référence:

• Micangeli, G., Menghi, M., Profeta, G., et al. (2022). Der Einfluss von oxidativem Stress auf pädiatrische Syndrome. Antioxidantien. doi: 10.3390/antiox11101983. https://www.mdpi.com/2076-3921/11/10/1983

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