Metabolomics in mother and newborns
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Alessandria, 14-Luglio 2014
Intervengono:
Dr Diego Gazzolo: Responsabile del Progetto, Direttore SC Neonatologia e Terapia Intensiva Neonatale, Alessandria
N. Giorgione, Direttore Generale Azienda Ospedaliera di Alessandria
A.J.J.A. Scherpbier, Direttore Generale Maastricht University Medical Center
L.J.I. Zimmermann, Direttore Dipartimento di Pediatria Maastricht University
Review article
La review riporta informazioni circa le ultime novità riguardo epidemiologia e patogenesi dell’enterocolite necrotizzante (NEC) e ruolo dello stress ossidativo nella precoce identificazione del neonato ad alto rischio.
La NEC è patologia devastante, peculiare dei nati pretermine, con un alto rischio di mortalità. L’etiologia è multifattoriale: eventi ischemici, infezioni, radicali liberi possono contribuire ad alterare la barriera gastriointestinale immatura. In particolare eventi critici, quali ipossia, iperossia, ischemia, ischemia-riperfusione, infezione/infiammazione, sono meccanismi che portano ad eccessiva generazione di radicali liberi, non contrastati da adeguate difese antiossidanti. Di conseguenza, a livello tissutale e cellulare, l’equilibrio redox si sposta verso la condizione di stress ossidativo.
Attualmente la diagnosi precoce di NEC è molto complessa. Indici clinici precoci non sono specifici e i dati di laboratorio non sono del tutto attendibili. Pertanto l’esordio tardivo della malattia, la sua rapida ingravescenza, la grave disabilità che ne consegue cosi come l’alto rischio di mortalità richiede l’identificazione di biomarker precoci e specifici per NEC. C’è evidenza scientifica che i biomarker di stress ossidativo possano consentire la precoce identificazione dei neonati ad alto rischio di sviluppare NEC e che quindi possoao costituire le basi per sviluppare strategie terapeutiche nei confronti di una malattia tanto invalidante per il neonato pretermine.
Tataranno ML, Oei JL, Perrone S, et al. Acta Paediatr 2015
The starting fraction of inspired oxygen for preterm resuscitation is a matter of debate and the use of room air in full-term asphyxiated infants reduces oxidative stress. This study compared oxidative stress in preterm infants randomised for resuscitation with either 100% oxygen or room air titrated to internationally recommended levels of preductal oxygen saturations.
Longini M, Giglio S, Perrone S, et al, Clin Chimical Acta 2015
In order to highlight differences in the metabolic profile of healthy (control) compared with asphyxiated newborns, by using untargeted metabolomic approach coupled with (1)H NMR spectroscopy, we evaluated the effects of asphyxia on newborn urine metabolites. Our results showed that lactate, glucose and TMAO, together with threonine plus 3-hydroxyisovalerate are the metabolites more characterizing the asphyxiated group; lower contribute to discrimination is related to other metabolites such as dimethylglycine, dimethylamine, creatine, succinate, formate, urea and aconitate. After 24-48h from resuscitation preterm asphyctic neonates showed their recovery pattern that still can be differentiated by the controls
Progetto sottoposto a competizione per finanziamento in seno ai Progetti di Ricerca Scientifica di Alta Rilevanza Nazionale
Intrauterine growth restriction (IUGR) is a major complication of pregnancy that results in marked fetal, neonatal and long-term morbidity and mortality.
Reduced fetal growth is seen in about 10% of pregnancies. The spectrum of IUGR phenotype is pleiotropic and actual understanding of the multidimensional underpinnings of IUGR pregnancy lacks to provide an adequate picture of the overall condition of the affected fetuses. As a consequence, the decision to deliver a preterm IUGR fetus still remains one of the great challenges in medicine. Feto-placental hypoxaemia, oxidative stress (OS), inflammation, umbilical cord morphology and cell components including stem cells, have been described to be involved in IUGR pathogenesis.
This project aims to go in depth on pathogenetic mechanisms of IUGR allowing to setting up an integrated biomarkers panel to classify IUGR pregnancies into different sub-diagnostic categories and carefully identify fetuses who effectively would benefit of early intervention.
To this end we will perform a collaborative project combining the different skills of university laboratories with a well-recognized experience in the field. The expertise of each participant will be unified as in a jigsaw puzzle in which all dowels point out and unravel mechanisms of the heterogeneous pathogenesis of IUGR pregnancy.
Omics techniques (metabolomics, miRNA) will be used to investigate complex fetal response to an adverse intrauterine environment.
mRNA, OS biomarkers, and metabolomics will be analyzed in mothers and in cord blood, miRNAs, autophagy and ER stress, histological and immunohistochemical studies will be performed in umbilical cord.
This project has the potentiality to provide a better clarification of the role of intrauterine factors in pregnancy allowing to identify those babies diagnosed with IUGR that are more likely to have complications during pregnancy, during delivery and afterward, grading the risk on the knowledge of what caused the growth problem and how severe the growth restriction is. The identification and validation of new indices of complexity to be used in the clinical routine will reduce concerns and uncertainity about how and when to intervene in case of IUGR diagnosis.
In conclusion, the better knowledge of IUGR pathology together with a new integrated panel of biomarkers profiles should allow to improve decision-making, to implement new treatment strategies, addressing the critical needs of pregnant women and their offspring. Ad hoc startup among the universities involved in the project will take care of all the technological potentialities including to develop one or more integrated diagnostic kits. It is reasonable that, if this project will contribute to reduce at least of 10% the incidence of low birth weight and low gestational age, thought better, personalized management of IUGR pregnancies, it will reach the goal to effectively reduce the financial and social enormous burden of IUGR pregnancies.
La recensione all’articolo, a cura del GdS Biochimica Clinica, è disponibile su SIN Informa – Aprile 2016
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26892347
Cordeiro_et_al-2016-American_Journal_of_Reproductive_Immunology.pdf
Clinical original article
Obiettivo dello studio: verificare l’ipotesi che la supplementazione con luteina neonatale nelle prime ore di vita riduce lo stress ossidativo neonatale (OS ) nell’immediato periodo post-partum .
Metodi: è stato condotto un trial clinico randomizzato arruolando 150 neonati a termine divisi in due gruppi: trattati ( n = 103, 0.28 mg di luteina in gocce, per via orale) e controlli ( n = 47, 0.5 ml di soluzione glucosata al 5%) . I campioni di sangue sono stati prelevati alla nascita dal cordone e a 48 ore dopo il parto , in occasione dell’effettuazione degli screenings neonatali. In tali campioni sono stati valutati: idroperossidi totali ( TH ) , prodotti avanzati di ossidazione delle proteine ( AOPP ) , e potenziale antiossidante totale ( BAP ). I dati ottenuti sono stati analizzati mediante test di Wilcoxon e analisi di regressione logistica multivariata .
Risultati . Prima della supplementazione di luteina, le concentrazioni ematiche medie di AOPP , TH , e BAP erano 36.10 umol / L , 156.75 mmol/H2O2 , e 2.361,04 umol / L nel gruppo dei neonati ‘trattati’. Dopo la supplementazione con luteina è stato riscontrato un incremento del BAP significativamente più alto e un più basso incremento dei TH nel gruppo dei ‘trattati’ rispetto ai ‘controlli’.
Conclusione . La supplementazione con luteina nei neonati a termine aumenta il loro potere antiossidante totale e riduce l’aumento degli idroperossidi totali conseguenti al “challenge iperossico” della transizione feto-neonatale. Lo studio è registrato al ClinicalTrials.gov NCT02068807 .
The high risk fetus and newborn, Borgo di Castellania, 25-27 Marzo 2014
Il gruppo di Studio in Biochimica Clinica si propone di promuovere, sostenere e valorizzare la ricerca scientifica di interesse neonatale e pediatrico e la sua applicazione alla protezione della salute in età evolutiva, pre e postnatale.
L’innovazione nella ricerca scientifica si avvale della preparazione di progetti di ricerca nazionale ed internazionali su tematiche riguardo:
1) identificazione precoce del neonato ad alto rischio di danno cerebrale (attraverso l’identificazione e la validazione di un profilo di markers biochimici specifici di danno cerebrale e il loro valore predittivo a breve e lungo termine)
2) tossicità dell’ossigeno
2) ruolo dei radicali liberi nelle malattie peculiari del neonato pretermine
3) approfondimento, anche mediante trials clinici, circa l’utilizzo e l’efficacia di vitamine e sostanze antiossidanti nel periodo perinatale quali melatonina e luteina
La SIN è una società, non a fini di lucro, che persegue e allarga gli scopi ed obiettivi del Gruppo di Lavoro di Neonatologia della Società Italiana di Pediatria (SIP).
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