Biomarcadores del estrés oxidativo y su asociación con la severidad clínica de pacientes venezolanos con síndrome drepanocítico. / Biomarkers of oxidative stress and their association with the clinical severity of Venezuelan sickle cell patients.

  • Diego Higuera Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • Edwina Hergueta Universidad Central de Venezuela
  • Narley Estepa Universidad Central de Venezuela
  • Emelyn Salazar Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • Carlos Ibarra Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • Karin Pérez Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • Belsy Guerrero Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
  • Martha Bravo Universidad Central de Venezuela
  • Ana María Salazar Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas
Palabras clave: Hemoglobina S, síndrome drepanocítico, estrés oxidativo, severidad clínica, Hemoglobin S, Sickle cell disease, oxidative stress, clinical severity.

Resumen

Resumen.

El síndrome drepanocítico (SD) comprende un grupo de anemias hemolíticas caracterizadas por episodios de dolor agudo y daño progresivo de diferentes órganos. Es una de las alteraciones hereditarias más comunes en el mundo y, en Venezuela, se ha descrito una frecuencia entre 0 y 7%. La fisiopatología del SD se basa en la presencia de moléculas de hemoglobina (Hb) estructuralmente anormales (HbS), que polimerizan en estado desoxigenado e inducen la aparición de crisis vaso-oclusivas y hemolíticas. La hiperproducción de especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno, forman parte de la fisiopatología, e inducen un estado de estrés oxidativo que se asocia con disfunción endotelial y daño tisular. En 23 personas aparentemente sanas y 22 pacientes con SD clasificados según genotipo (HbSS, HbSC y HbSβtal) y fenotipo (leve, moderado y severo), se evaluaron biomarcadores de estrés oxidativo (nitritos séricos, dienos conjugados, sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) y homocisteína (Hcy) y su asociación con la severidad clínica. Los resultados mostraron un aumento significativo de TBARS en los pacientes HbSS con fenotipo severo, y un incremento significativo de los dienos conjugados en los HbSC, fenotipo severo. Los valores de Hcy, en lo pacientes con HbSS con fenotipos moderado y severo fueron significativamente menores. Los nitritos no mostraron cambios. Este estudio evidencia un aumento de algunos biomarcadores de estrés oxidativo en los genotipos HbSS y HbSC, lo que muestra la importancia de su evaluación en pacientes con SD, para tratar de prevenir complicaciones clínicas mediante el tratamiento con antioxidantes.

Abstract.

Sickle cell disease (SCD) is one of the most common inherited disorders worldwide. It includes a group of hemolytic anemias associated with the presence of hemoglobin S, that are characterized by acute pain episodes and progressive damage of different organs. In Venezuela, SCD frequency ranges between 0 and 7%. The overproduction of highly oxidizing molecules, known as reactive oxygen and reactive nitrogen species, are part of the pathophysiology and induce a state of oxidative stress that is associated with endothelial dysfunction and tissue damage in SCD. The aim of this work was to evaluate biomarkers of oxidative stress and associated them with the clinical severity of Venezuelan sickle cell patients. In this sense, we evaluated biomarkers related to oxidative stress (serum nitrites, conjugated dienes, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and serum homocysteine) and were associated with the clinical severity of the patient. Twenty two patients were classified according to their genotype (HbSS, HbSC and HbSβtal) and phenotype (mild, moderate and severe). Regarding the lipid peroxidation markers, a significant increase of TBARS was observed in patients with HbSS and severe phenotype (p<0.05), besides a significant increase of conjugated dienes in HbSC patients with severe phenotype (p<0.05). The values of homocysteine, in patients with HbSS and moderate and severe phenotypes were significantly lower (p <0.05). Nitrite values did not show statistically significant changes. This study shows that in Hb SS and SC genotypes an increase in oxidative stress occurs especially in severe phenotypes, demonstrating the importance of evaluating different oxidative stress biomarkers in patients with SCD, in order to prevent endothelial damage and complications of the disease through antioxidant treatments.

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Citas

Quintero M, Hernández A. Anemia de cé- lulas falciformes. Revista Gastrohnup 2012; 14 (2)1: S27-S35.

Kato G, Piel F, Reid C, Gaston M, Ohene- Frempong K, Krishnamurti L, Smith W, Panepinto J, Weatherall D, Costa F, Vich- insky E. Sickle cell disease. Nat Rev Dis Pri- mers 2018; 4: 18010.

Villaescusa B. Carest (Asociación Caribe- ña para Investigadores en Drepanocitosis y Talasemia): un logro caribeño que abre mayores oportunidades de cooperación. Re- vista cubana de hematología, inmunología, hemoterapia 2014; 30:95-97.

Ruiz A, Briceño O, Arteaga M, Plumacher Z, González M, Quintero, M. Anemia he- molítica hereditaria y sobrecarga de hierro. Vitae 2013; 53:1-8.

Rees D, Williams T, Gladwin. Sickle cell di- sease. Seminar 2010; 376: 2018-2031.

Kohne E. Hemoglobinopathies. DtschArz- teblInt 2011; 108: 532-540.

Steinberg M. Sickle cell anemia, the first molecular disease: overview of molecular etiology, pathophysiology, and therapeutic approaches. Scientific World Journal 2008; 8:1295-1324.

Barabino G, Platt M, Kaul D. Sickle Cell Biomechanics. Annu Rev Biomed 2010; 12:345-367.

Hobbel R, Morgan W, Eaton J, Hedlund B. Accelerated autooxidation and heme loss due to instability of Sickle hemoglobin. Proc Natl Acad Sci USA 1988; 85:237−241.

Mack A, Kato G. Sickle cell disease and ni- tric oxide: a paradigm shift? Int J Biochem Cell Biol 2006; 38:1237-1243.

Campo M, Fortún P, Fortún C, Hernán- dez J. Fisiopatología de la vaso-oclusión en la drepanocitosis. Rev Ciencias Médicas 2009;13: 80-89.

Conran N, Franco-Penteado C, Costa F. Newer aspects of the pathophysiology of sic- kle cell disease vaso-occlusion. Hemoglobin 2009; 33:1-16.

Sundd P, Gladwin M, Novelli E. Pathophy- siology of Sickle Cell Disease. Annu Rev Pathol 2019; 14:263-292.

Odièvre M, Verger E, Silva A, Elion J. Pathophysiological insights in sickle cell di- sease. Indian J Medical Res 2011; 134:532- 537.

Wood K, Granger N. Sickle cell disease: role of reactive and nitrogen metabolites. Clin Exp Pharmacol Physiol 2007; 34:926-932.

Rees D, Gibson J. Biomakers in sickle cell disease. Br J Haematol. 2012; 156:433-434.

Organización Mundial de la Salud. Drepa- nocitosis y otras hemoglobinopatías. Notas descriptivas 2011; 308.

Organización Mundial de la Salud. Ane- mia falciforme. Informe de la Secretaría de la 59ª Asamblea Mundial de la Salud. 2006.

García O, Chacín M, Bravo M, Gómez G, Montilla S, Merzón R, de Donato M, Cas- tillo O, Arends A. Diagnóstico de hemog- lobinopatías a partir de sangre del talón de recién nacidos en diferentes centros hos- pitalarios de Venezuela. Ann Pediatr 2009; 71: 314-318.

Salazar-Lugo R. La hemoglobina S en la población venezolana. Invest Clin 2004; 45:175-183.

Arends A, Chacín M, Bravo M, Montilla S, Guevara J, Velásquez D, García G, Álvarez M, Castillo O. Hemoglobinopatías en Vene- zuela. Interciencia 2007; 32: 516-521.

Rusanova I, Escames G, Cossio G, Borance R, Moreno B, Chahboune M, López L, Díez T, Acuña-Castroviejo D. Oxidative stress status, clinical outcome, and β-globin gene cluster haplotypes in pediatric patients with Sickle cell disease. Eur J Hematology 2010; 85: 529-537.

Nolfi-Donegan D, Pradhan-Sundd T, Prit- chard K, Hillery C. Redox Signaling in Sic- kle Cell Disease. Curr Opin Physiol 2019; 9: 26-33.

Falusi A, Olatunji P. Effects of alpha tha- lassaemia and haemoglobin F level on the clinical severity of sickle cell anaemia. Eur J Hematol 1994; 52: 13-15.

Diop S, Thiam D, Cisse M, Toure-Fall A, Fall K, Diakhate L. New results in clinical severity of homozygous sickle cell anemia in Dakar, Senegal. Hematol Cell Ther 1999; 41:217-221.

Rodríguez D. Drepanocitosis: Influencia de factores de riesgo trombogénico en la severidad de crisis vaso-oclusivas. Tesis de Especialidad en Hematología, Facultad de Medicina-UCV. 2001.

Folch J, Lees M, Sloane-Stanley G. A sim- ple method for the isolation and purifica- tion of total lipids from animal tissues. J Biol Chem 1957; 226: 497–509.

Bege J, Aust S. Microsomal Lipid Peroxi- dation. Methods in Enzymology 1978; 52: 302-310.

Griess, J. P. Bemerkungen zu der Abhand- lung der HH. Weselsky und Benedikt Ueber einige Azoverbindungen. Deutsch Chem Ges 1879; 12: 426.

García A, Apitz-Castro R. Plasma total ho- mocysteine quantification: an improvement of the classical high-performance liquid chromatographic method with fluorescen- ce detection of the thiol-SBD derivatives. J Chrom B Analyt Technol Biomed Life Sci 2002; 779:359-363.

Granger D, Korthuis R. Physiologic mecha- nisms of postischemic tissue injury. Annu Rev Physiol 1995; 57:311–332.

Machín S, Guerra T, Svarch E, Espinosa E, Mesa J, Dorticós E, Ternblom A, Gonzá- lez A, Nuñez A, Wade M. Morbiletalidad en pacientes adultos con drepanocitosis. Rev Cubana Hematol Inmunol Hemoter 2004; 20 (2).

Saraf L, Molokie R, Nouraie M, Sable C, Luchtman-Jones L, Ensing G, Campbell A, Rana S, Niu X, Machado R, Gladwin M, Gordeuk V. Differences in the clinical and genotypic presentation of sickle cell disea- se around the world. Paediatr Respir Rev 2014; 15: 4–12.

Asociación Venezolana de Drepanocitosis y Talasemias. Guía de práctica clínica en enfermedad drepanocítica 2013. Caracas: Asociación Venezolana de Drepanocitosis y Talasemias; 2013.

Lionnet F, Hammoudi N, Stankovic K, Avellino V, Grateau G, Girot R, Haymann J. Hemoglobin sickle cell disease complica- tions: a clinical study of 179 cases. Haema- tologica 2012; 97(8), 1136-1141.

Wood K, Hsu L, Gladwin M. Sickle cell disease vasculopathy: A state of nitric oxi- de resistance. Free Radic Biol Med 2008; 44:1506-1528.

Pawlinski R, Sparkenbaugh E. Prothrom- botic aspects of sickle cell

disease. J Thromb Haemost 2017; 15:1307-1316.

Higuera D, Bravo M, Guerrero B. Altera- ciones de la hemostasia en el síndrome dre- panocítico. Invest Clin 2014; 55: 173 – 184.

Maeda, H, Akaike T. Nitric oxide and oxygen radicals in infection, inflammation, and cancer. Biochemistry 1998; 63, 854–865.

Escames G, Khaldy H, León J, Gonzalez L, Acuña-Castroviejo D. Changes in iNOS activity, oxidative stress and melatonin le- vels in hypertensive patients treated with lacidipine. J Hypertens 2004; 22:626–635.

Aslan M, Canatan D. Modulation of re- dox pathways in neutrophils from sickle cell disease patients. Exp Hematol 2008; 36:1535–1544.

Akinsheye I, Klings E. Sickle cell anemia and vascular dysfunction: the nitric oxide connection J Cell Physiol 2010; 224: 620–625.

Gladwin M, Kato G. Cardiopulmonary complications of sickle cell disease: role of nitric oxide and hemolytic anemia. He- matology Am Soc Hematol Educ Program. 2005; 51-7.

Wood K, Granger N Sickle cell disease: Role of reactive oxygen and nitrogen meta- bolites. Clin Exp Pharmacol Physiol 2007; 34, 926–932.

Elias D, Rocha L, Cavalcante M, Pedrosa A, Justino I, Gonçalves R. Correlation of low levels of nitrite and high levels of fetal hemoglobin in patients with sickle cell di- sease at baseline. Rev Bras Hematol Hemo- ter 2012; 34:265-269.

Kolesnikova L, Semyonova N, Grebenkina L, Darenskaya M, Suturina L, Gnusina S. Integral indicator of oxidative stress in hu- man blood. Bull Exp Biol Med 2014; 157: 715-717.

Göçmen A, Gümüşlü S, Semiz E. Associa- tion between paraoxonase-1 activity and li- pid peroxidation indicator levels in people living in the Antalya region with angiogra- phically documented coronary artery disea- se. Clin Cardiol 2004; 27: 426-430.

Abad C, Teppa-Garrán A, Proverbio T, Piñero S, Proverbio F, Marín R. Effect of magnesium sulfate on the calcium-stimula- ted adenosine triphosphatase activity and lipid peroxidation of red blood cell mem- branes from preeclamptic women. Biochem Pharmacol 2005; 70: 1634-1641.

Bhagat S, Patra P, Thakur A. Association of inflammatory biomarker C-reactive pro- tein, lipid peroxidation and antioxidant ca- pacity marker with HbF level in Sickle cell disease patients from Chattisgarh. Indian J Clin Biochemistry 2012; 27: 394-399.

Blanco F, Deulofeu, R. Vilaseca A, Chacon P, Dulí, E. Determinación de homocisteína en plasma: metabolismo, metodología, in- terpretación de resultados y papel en la eva- luación del riesgo vascular. Med Clin (Barc) 2005; 124: 544-553.

Vila N, Deulofeu R, Chamorro A, Piera C. Concentraciones plasmáticas de homo- cisteína en pacientes con infarto cerebral isquémico. Med Clin (Barc) 1998; 110: 605-608.

Fey P, Van der D, Schnog J, Brouwer J, Vel- vis H. Elevated homocysteine levels indica- te suboptimal folate status in pediatric Sic- kle cell patients. Am J Hematology 1998; 59: 192–198.

Publicado
2020-04-14
Cómo citar
Higuera, D., Hergueta, E., Estepa, N., Salazar, E., Ibarra, C., Pérez, K., Guerrero, B., Bravo, M., & Salazar, A. M. (2020). Biomarcadores del estrés oxidativo y su asociación con la severidad clínica de pacientes venezolanos con síndrome drepanocítico. / Biomarkers of oxidative stress and their association with the clinical severity of Venezuelan sickle cell patients. Investigación Clínica, 60(4), 283-295. Recuperado a partir de https://www.produccioncientificaluz.org/index.php/investigacion/article/view/31669
Sección
Trabajos Originales