A relation between specific immune status indicators and activity of “lipid peroxidation — antioxidant defense” system in COVID-19 neonates

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The 2019 coronavirus infection (COVID-19) has not been considered as a solved issue for public health. Pregnant women and newborns are specifically vulnerable to COVID-19 infection compared to older children and healthy young adults. Virtually no data on relation between diverse arms of immunity in patients in neonatal period and coronavirus infection are available. The obtained results can contribute to a better understanding of the pathogenetic mechanisms on reactivity of immune processes in young patients and corresponding formation of approaches for prevention and correction of such disorders. The aim of the study was to determine magnitude of specific altered parameters in immune system and their relation with lipid peroxidation parameters in COVID-19 newborns. Two groups of newborns (mean age 4±3.1 days) were examined: SARS-CoV-2-positive (COVID-19 patients, n = 44) and negative (control group, n = 80) PCR test of nasopharyngeal swab. All newborns were assessed for specific indicators of peripheral blood immune status and lipid peroxidation activity. The concentration of Th1-pro-inflammatory cytokines and Th2-anti-inflammatory interleukins was assessed by enzyme immunoassay method (a panel of monoclonal antibodies). Spectrophotometric, fluorometric and enzyme immunoassay methods to evaluate the lipid peroxidation system were used. According to our data, newborns with COVID-19 vs. healthy newborns had decreased CRP, pro-inflammatory cytokines — TNFα, IL-1β, IL-6, IL-8, and anti-inflammatory factor (IL-4). Change in lipid peroxidation system in children with COVID-was 19 related to higher level of DC, KD and CT, TBARs, increased SOD activity and reduced GPO. Numerous intersystem dependencies in the group of newborns with COVID-19 (CRP — Total AOA, IL-4 — KD and CT, IL-4 — TBARs, IL-4 — Total AOA, IL-4 — SOD, IL-8 — SOD, IFNγ — GSH) were noted. It can be concluded that in newborns with COVID-19, changes in the immune system are nonspecific and are accompanied by an increased intensity of lipid peroxidation reactions against the background of reduced values of pro- and anti-inflammatory cytokines. These results may contribute to a more accurate assessment of intensity and dynamics of emerging neonatal coronavirus infection, which should be an important arm in preventing subsequent complications.

About the authors

Lyubov V. Rychkova

Scientific Centre for the Family Health and Human Reproduction Problems

Email: rychkova.nc@gmail.com

RAS Corresponding Member, DSc (Medicine), Professor, Director Centre

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Marina A. Darenskaya

Scientific Centre for the Family Health and Human Reproduction Problems

Author for correspondence.
Email: marina_darenskaya@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3255-2013

Doctor of Biological Science, Professor of the RAS, Leading researcher of the Laboratory of Pathophysiology

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Alla G. Petrova

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: rudial75@gmail.com

Doctor of Medical Science, Chief Researcher of the Laboratory Infectology and Immunoprophylaxis in Pediatrics

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Natali V. Semenova

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: natkor_84@mail.ru

Doctor of Biological Science, Leading researcher of the Laboratory of Pathophysiology

664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Ekaterina V. Moskaleva

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: mkatena@mail.ru

Candidate of medical sciences, Scientific associate of the Laboratory Infectology and Immunoprophylaxis in Pediatrics

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Sergey I. Kolesnikov

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: sikolesnikov1@rambler.ru

Doctor of Medical Sciences, Academician of Russian Academy of Sciences, Professor, Chief Researcher

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Anastasya S. Vanyarkina

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: nasty-191@yandex.ru

Candidate of medical sciences, Scientific associate of the Laboratory Infectology and Immunoprophylaxis in Pediatrics

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

Lyubov I. Kolesnikova

Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems

Email: kolesnikova20121@mail.ru

Academician of Russian Academy of Sciences, Professor, Scientific director

Russian Federation, 664003, Irkutsk, Timiryazev, 16

References

  1. Аманова Н., Исмаилова А. Значение про- и противовоспалительных цитокинов в физиологической адаптации новорожденных детей // Журнал гепато-гастроэнтерологических исследований. 2022. Т. 2, № 3. С. 37–40. [Amanova N., Ismailova A. The value of pro- and anti-inflammatory cytokines in the physiological adaptation of newborn children. Zhurnal gepato-gastroenterologicheskikh issledovanii = Journal of Hepato-Gastroenterological Research,2022, vol. 2, no. 3, pp. 37–40. (In Russ.)]
  2. Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лившиц В.И. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови // Вопросы медицинской химии. 1989. Т. 35, № 1. С. 127–131. [Volchegorskiy I.A., Nalimov A.G., Yarovinskiy B.G., Livshits V.I. Comparison of different approaches to the determination of lipid peroxidation products in heptane-isopropanol extracts of blood. Voprosy meditsinskoi khimii = Medicinal Chemistry Issues,1989, vol. 35, no. 1, pp. 127–131. (In Russ.)]
  3. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой // Вопросы медицинской химии. 1987. № 1. С. 118–122. [Gavrilov V.B., Gavrilova A.R., Mazhul L.M. Analysis of methods for determining the products of lipid peroxidation in blood serum by the test with thiobarbituric acid. Voprosy meditsinskoi khimii = Medicinal Chemistry Issues,1987, no. 1, pp. 118–122. (In Russ.)]
  4. Даренская М.А., Колесникова Л.И., Колесников С.И. Свободнорадикальные реакции при социально значимых инфекционных заболеваниях: ВИЧ-инфекции, гепатитах, туберкулезе // Вестник Российской академии медицинских наук. 2020. Т. 75, № 3. С. 196–203. [Darenskaya M.A., Kolesnikova L.I., Kolesnikov S.I. Free radical reactions in socially significant infectious diseases: HIV infection, hepatitis, tuberculosis. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk = Annals of the Russian Academy of Medical Sciences,2020, vol. 75, no. 3, pp. 196–203. (In Russ.)] doi: 10.15690/vramn1328
  5. Долгополов И.С., Рыков М.Ю. Коронавирусная инфекция COVID-19 у детей: обзор литературы // Российский педиатрический журнал. 2022. Т. 3, № 1. С. 32–39. [Dolgopolov I.S., Rykov M.Yu. Coronavirus infection COVID-19 in children: a review of the literature. Rossiiskii pediatricheskii zhurnal = Russian Pediatric Journal,2022, vol. 3, no. 1. pp. 32–39. (In Russ.)] doi: 10.15690/rpj.v3i1.2415
  6. Жуковец И.В., Андриевская И.А., Кривощекова Н.А., Смирнова Н.А., Петрова К.К., Харченко М.В., Никачало Д.А. Первые последствия пандемии COVID-19: осложнения беременности, здоровье новорожденных и ожидаемые репродуктивные потери // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2022. № 84. C. 77–85. [Zhukovets I.V., Andrievskaya I.A., Krivoshchekova N.A., Smirnova N.A., Petrova K.K., Kharchenko M.V., Nikachalo D.A. The first consequences of the COVID-19 pandemic: pregnancy complications, newborn health and expected reproductive losses. Byulleten’ fiziologii i patologii dykhaniya = Bulletin of Physiology and Pathology of Respiration,2022, no. 84, pp. 77–85. (In Russ.)] doi: 10.36604/1998-5029-2022-84-77-85
  7. Иванова И.Е., Родионов В.А. Особенности новой коронавирусной инфекции COVID-19 у детей // Здравоохранение Чувашии. 2020. № 2. C. 50–59. [Ivanova I.E., Rodionov V.A. Features of the new coronavirus infection COVID-19 in children. Zdravookhranenie Chuvashii = Public Health of Chuvashia,2020, no. 2, pp. 50–59. (In Russ.)] doi: 10.25589/GIDUV.2020.32.81.011
  8. Никитина И.В., Донников А.Е., Крог-Йенсен О.А., Ленюшкина А.А., Дегтярева Н.Д., Дегтярева А.В. Роль ренин-ангиотензиновой системы, иммунологических и генетических факторов в реализации COVID-19 у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020. Т. 65, № 4. С. 16–26. [Nikitina I.V., Donnikov A.E., O.A. Krogh-Jensen,, Lenyushkina A.A., Degtyareva N.D., Degtyareva A.V., The role of the renin-an-giotensin system, immunological and genetic factors in children with COVID-19. Rossiiskii vestnik perinatologii i pediatrii = Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics,2020, vol. 65, no. 4, pp. 16–26. (In Russ.)] doi: 10.21508/1027-4065-2020-65-4-16-26
  9. Новиков В.В., Караулов А.В. «Шторм» растворимых дифференцировочных молекул при COVID-19 // Иммунология. 2022. Т. 43, № 4. С. 458–467. [Novikov V.V., Karaulov A.V. “Storm” of soluble differentiation molecules in COVID-19. Immunologiya = Immunologiya,2022, vol. 43, no. 4, pp. 458–467. (In Russ.)] doi: 10.33029/0206-4952-2022-43-4-458-467
  10. Орлова Е.А., Огарков О.Б., Жданова С.Н., Хромова П.А., Синьков В.В., Хаснатинов М.А., Рычкова Л.В., Колесникова Л.И. Вирусная нагрузка при COVID-19: недооцененный клинический и эпидемиологический маркер // Acta biomedica scientifica. 2021. Т. 6, № 1. С. 33–39. [Orlova E.A., Ogarkov O.B., Zhdanova S.N., Khromova P.A., Sinkov V.V., Khasnatinov M.A., Rychkova L.V., Kolesnikova L.I. Viral load in COVID-19: an underestimated clinical and epidemiological marker. Acta Biomedica Scientifica,2021, vol. 6, no. 1, pp. 33–39. (In Russ.)] doi: 10.29413/ABS.2021-6.1.5
  11. Павленко Ю.А. Течение COVID-19 у новорожденных // Журнал инфектологии. 2022. Т. 14, № 3. С. 61–65. [Pavlenko Yu.A. The course of COVID-19 in newborns. Zhurnal infektologii = Journal Infectology,2022, vol. 14, no. 3, pp. 61–65. (In Russ.)] doi: 10.22625/2072-6732-2022-14-3-61-65
  12. Пинегин Б.В., Воробьева Н.В., Пащенков М.В., Черняк Б.В. Роль митохондриальных активных форм кислорода в активации врожденного иммунитета // Иммунология. 2018. Т. 39, № 4. С. 221–229. [Pinegin B.V., Vorob’yova N.V., Pashchenkov M.V., Chernyak B.V. The role of mitochondrial reactive oxygen species in the activation of innate immunity. Immunologiya = Immunologiya,2018, vol. 39, no. 4, pp. 221–229. (In Russ.)] doi: 10.18821/0206-4952-2018-39-4-221-229
  13. Попова А.Ю., Тотолян А.А. Методология оценки популяционного иммунитета к вирусу SARS-CoV-2 в условиях пандемии COVID-19 // Инфекция и иммунитет. 2021. Т. 11, № 4. С. 609–616. [Popova A.Yu., Totolian A.A. Methodology for assessing herd immunity to the SARS-CoV-2 virus in the context of the COVID-19 pandemic. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity,2021, vol. 11, no. 4, pp. 609–616. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-MFA-1770
  14. Попова И.Г., Ситникова О.Г., Назаров С.Б., Кузьменко Г.Н., Абрамова И.В., Чаша Т.В., Парейшвили В.В. Оценка окислительного стресса в пуповинной крови и лизате эндотелиальных клеток сосудов пупочного канатика новорожденных // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62, № 5. С. 274–277. [Popova I.G., Sitnikova O.G., Nazarov S.B., Kuzmenko G.N., Abramova I.V., Chasha T.V., Pareishvili V.V. Evaluation of oxidative stress in cord blood and lysate of endothelial cells of vessels of the umbilical cord of newborns. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika = Russian Clinical Laboratory Diagnostics,2017, vol. 62, no. 5, pp. 274–277. (In Russ.)] doi: 10.18821/0869-2084-2017-5-274-277
  15. Румянцев А.Г. Роль взаимоотношений матери и плода в формировании иммунной системы новорожденного // Педиатрия. Журнал имени Г.Н. Сперанского. 2019. Т. 98, № 3. С. 180–187. [Rumyantsev A.G. The role of the relationship between mother and fetus in the formation of the immune system of the newborn. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo = Pediatrics. The journal named after G.N. Speransky,2019, vol. 98, no. 3, pp. 180–187. (In Russ.)]
  16. Рычкова Л.В., Даренская М.А., Семенова Н.В., Колесников С.И., Петрова А.Г., Никитина О.А., Бричагина А.С., Кудеярова Е.А., Колесникова Л.И. Cостояние антиоксидантного статуса у детей и подростков с COVID-19 // Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2021. Т. 6, № 6–2. С. 29–36. [Rychkova L.V., Darenskaya M.A., Semyonova N.V., Kolesnikov S.I., Petrova A.G., Nikitina O.A., Brichagina A.S., Kudeyarova E.A., Kolesnikova L. Antioxidant status in children and adolescents with COVID-19. Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal),2021, vol. 6, no. 6–2, pp. 29–36. (In Russ.)] doi: 10.29413/ABS.2021-6.6-2.4
  17. Смирнов В.С., Тотолян Арег А. Врожденный иммунитет при коронавирусной инфекции // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 2. С. 259–268. [Smirnov V.S., Totolian Areg A. Innate Immunity in Coronavirus infection. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity,2020, vol. 10, no. 2, pp. 259–268. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-III-1440
  18. Солодовникова О.Н., Молочный В.П. «Кислородный взрыв» нейтрофильных лейкоцитов в патогенезе воспалительной реакции при гнойных инфекциях у детей // Дальневосточный медицинский журнал. 2012. № 1. С. 118–122. [Solodovnikova O.N., Molochny V.P. “Oxygen explosion” of neutrophilic leukocytes in the pathogenesis of the inflammatory response in purulent infections in children. Dal’nevostochnyi meditsinskii zhurnal = Far Eastern Medical Journal,2012, no. 1, pp. 118–122. (In Russ.)]
  19. Шакмаева М.А. Особенности новой коронавирусной инфекции у детей разного возраста // Детские инфекции. 2021. Т. 20, № 2. С. 5–9. [Shakmaeva M.A. Features of a new coronavirus infection in children of different ages. Detskie infektsii = Children’s Infection,2021, vol. 20, no. 2, pp. 5–9. (In Russ.)] doi: 10.22627/2072-81 07-2021-20-2-5-9
  20. Щелканов М.Ю., Колобухина Л.В., Бургасова О.А., Кружкова И.С., Малеев В.В. COVID-19: этиология, клиника, лечение // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 3. С. 421–445. [Shchelkanov M.Yu., Kolobukhina L.V., Burgasova O.A., Kruzhkova I.S., Maleev V.V. COVID-19: etiology, clinical picture, treatment. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity,2020, vol. 10, no. 3, pp. 421–445. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-CEC-1473
  21. Aydoğan S., Zenciroglu A., Çitli R., Dilli D., Özdem S. Evaluation of newborns diagnosed with COVID-19: a single-center experience. Am. J. Perinatol.,2022. doi: 10.1055/s-0042-1753522
  22. Cao X. COVID-19: immunopathology and its implications for therapy. Nat. Rev. Immunol.,2020, vol. 20, pp. 269–270. doi: 10.1038/s41577-020-0308-3
  23. Darenskaya M., Kolesnikova L., Kolesnikov S. The association of respiratory viruses with oxidative stress and antioxidants. Implications for the COVID-19 pandemic. Cur. Pharm. Des.,2021, vol. 27, no. 13, pp. 1618–1627. doi: 10.2174/1381612827666210222113351
  24. Delgado-Roche L., Mesta F. Oxidative stress as key player in severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) infection. Arch. Med. Res.,2020, vol. 51, no. 5, pp. 384–387. doi: 10.1016/j.arcmed.2020.04.019
  25. Hisin P.J., Hilf R. Fluorоmetric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Anal. Biochem.,1976, no. 74, pp. 214–226. doi: 10.1016/0003-2697(76)90326-2
  26. Karabay M., Çınar N., Suzan O.K., Çaka S.Y., Karabay O. Clinical characteristics of confirmed COVID-19 in newborns: a systematic review. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med.,2022, vol. 35, no. 22, pp. 4386–4397. doi: 10.1080/14767058.2020.1849124
  27. Lai C.C., Shih T.P., Ko W.C., Tang H.J., Hsueh P.R. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): the epidemic and the challenges. Int. J. Antimicrob. Agents,2020, vol. 55, no. 3: 105924. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105924
  28. Medeiros K.S. de, Sarmento A.C.A., Costa A.P.F., Macêdo L.T.A., da Silva L.A.S., de Freitas C.L., Simões A.C.Z., Gonçalves A.K. Consequences and implications of the coronavirus disease (COVID-19) on pregnancy and newborns: a comprehensive systematic review and meta-analysis. Int. J. Gynaecol. Obstet.,2022, vol. 156, no. 3, pp. 394–405. doi: 10.1002/ijgo.14015
  29. Mehta M.M., Weinberg S.E., Chandel N.S. Mitochondrial control of immunity: beyond ATP. Nat. Rev. Immunol,2017, no. 17, pp. 608–620. doi: 10.1038/nri.2017.66
  30. Misra H.P., Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J. Biol. Chem.,1972, no. 247, pp. 3170–3175. doi: 10.1016/S0021-9258(19)45228-9
  31. Quitadamo P.A., Comegna L., Cristalli P. Anti-infective, anti-inflammatory, and immunomodulatory properties of breast milk factors for the protection of infants in the pandemic from COVID-19. Front. Public Health,2021, no. 8: 589736. doi: 10.3389/fpubh.2020.589736
  32. Sandhir R., Halder A., Sunkaria A. Mitochondria as a centrally positioned hub in the innate immune response. Biochim. Biophys. Acta,2017, no. 1863, pp. 1090–1097. doi: 10.1016/j.bbadis.2016.10.020
  33. Shoji H., Koletzko B. Oxidative stress and antioxidant protection in the perinatal period. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care,2007, no. 10, pp. 324–328. doi: 10.1097/MCO.0b013e3280a94f6d
  34. Wetzke M., Funken D., Lange M., Bejo L., Haid S., Monteiro J.G.T., Schütz K., Happle C., Schulz T.F., Seidenberg J., Pietschmann T., Hansen G. IRIS: infection with respiratory syncytial virus in infants — a prospective observational cohort study. BMC Pulm. Med.,2022, no. 22: 88. doi: 10.1186/s12890-022-01842-1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Rychkova L.V., Darenskaya M.A., Petrova A.G., Semenova N.V., Moskaleva E.V., Kolesnikov S.I., Vanyarkina A.S., Kolesnikova L.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».