The Role of Genetic Polymorphisms in Antioxidant Enzymes and Potential Antioxidant Therapies in Neonatal Lung Disease

Abstract

Significance: Oxidative stress is involved in the development of newborn lung diseases, such as bronchopulmonary dysplasia and persistent pulmonary hypertension of the newborn. The activity of antioxidant enzymes (AOEs), which is impaired as a result of prematurity and oxidative injury, may be further affected by specific genetic polymorphisms or an unfavorable combination of more of them. Recent Advances: Genetic polymorphisms of superoxide dismutase and catalase were recently demonstrated to be protective or risk factors for the main complications of prematurity. A lot of research focused on the potential of different antioxidant strategies in the prevention and treatment of lung diseases of the newborn, providing promising results in experimental models. Critical Issues: The effect of different genetic polymorphisms on protein synthesis and activity has been poorly detailed in the newborn, hindering to derive conclusive results from the observed associations with adverse outcomes. Therapeutic strategies that aimed at enhancing the activity of AOEs were poorly studied in clinical settings and partially failed to produce clinical benefits. Future Directions: The clarification of the effects of genetic polymorphisms on the proteomics of the newborn is mandatory, as well as the assessment of a larger number of polymorphisms with a possible correlation with adverse outcome. Moreover, antioxidant treatments should be carefully translated to clinical settings, after further details on optimal doses, administration techniques, and adverse effects are provided. Finally, the study of genetic polymorphisms could help select a specific high-risk population, who may particularly benefit from targeted antioxidant strategies.

What people with Down Syndrome can teach us about cardiopulmonary disease

“…Chronic oxidative stress in Down syndrome fibroblasts is accompanied by p21-dependent replicative senescence [97]. The balance of oxidants/ antioxidants greatly affects the biology of the lung and is the subject of intense study [98]; however, there are no lung-specific data available regarding either SOD1 overexpression or antioxidant imbalance in the lungs of persons with Down syndrome. In addition, the Hsa21-encoded micro (mi)RNAs could contribute to hypocellularity.…”

The Research of Gene Polymorphism of Glutathione-S-Transferase Family Association: Gstm1, Gstт1 and Gstр1 With the Development of Bronchopulmonary Dysplasia and Necessity in Respiratory Support

“…Активні форми кисню можуть пошкоджувати легені [6]. Під час перебування передчасно народжених дітей у ВІТН, особливо під час проведення ШВЛ, їх легені постійно піддаються навантаженню ендогенними продуктами, інгаляційними оксидантами і прооксидантами, включаючи кисень та широкі варіації аерозолів [5]. У разі неадекватного антиоксидантного захисту оксидативний стрес, який виникає, може втручатися в нор-мальний легеневий розвиток, що проявляється зменшенням легеневого об'єму та повітряного потоку, відповідно збільшуючи ризики виникнення несприятливих ефектів дії респіраторних токсинів [3].…”

“…У разі неадекватного антиоксидантного захисту оксидативний стрес, який виникає, може втручатися в нор-мальний легеневий розвиток, що проявляється зменшенням легеневого об'єму та повітряного потоку, відповідно збільшуючи ризики виникнення несприятливих ефектів дії респіраторних токсинів [3]. Вивчення генетичних поліморфізмів може допомогти визначити групу високого ризику, незадовільні результати стандартного ведення хворих, що дозволить визначити нові терапевтичні підходи, особливо від застосування антиоксидантних стратегій [5,9].…”

“…«-» (n=21) Середня тривалість ВЛ у днях (Ме/Q1-Q3) 7(4-10) 16(8-28) 0,017 7(4-10) 9 (7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19) тами зазначених генів -13 та у дітей з функціональними варіантами зазначених генів -7 [5][6][7][8], р=0,0325). Аналіз максимального РІР у дітей обстежених груп виявив достовірно вищі його значення у дітей з поєднанням поліморфних генотипів генів GSTТ1 та GSTР1, ніж у дітей з їх функціональними генотипами.…”

Assessment of oxidative damage and enzymatic antioxidant system activity on the umbilical cord blood and saliva from preterm newborns with risk factors for early-onset neonatal sepsis

“…Since PTNB do not have adequate oxidant levels due to the interruption of the transfer between the fetus and the placenta, the endogenous production is insufficient 24,25 . However, the GPX activity in PTNBs is two to six times higher, while the CAT activity is three times lower in neonatal tissues in comparison with adults 26 .…”