9 Toxicité
La ménadione favorise la biosynthèse hépatique des facteurs de coagulation du sang. Le potentiel cancérigène de la ménadione a été déterminé par une méthode de polarographie DC dans du N,N-diméthylformamide (DMF) strictement anhydre en présence d’acide alpha-lipoïque. La formation d’anions superoxyde a été mesurée après incubation de microsomes de poumon, de foie et de rein de rat avec la ménadione. Le potentiel génotoxique de la ménadione a été étudié à l’aide des tests de synthèse non programmée de l’ADN (UDS) et d’élution alcaline. Le paramètre de cancérogénicité potentielle de la ménadione pour l’alpha était de 0,0025, indiquant l’absence d’activité cancérogène de la ménadione. L’anion superoxyde a été généré de manière dépendante de la concentration et du temps lorsque la ménadione a été incubée avec des microsomes. Dans les cellules de mammifères (A 549) utilisées pour les essais d’élution alcaline et d’UDS, la ménadione était cytotoxique à des concentrations supérieures à 20 nmol/mL. L’utilisation de fractions de mélange S9 (activation métabolique) a diminué la cytotoxicité de la ménadione. Dans la gamme de concentration supérieure à 20 nmol/mL, la ménadione était génotoxique dans le test UDS en l’absence d’activation métabolique. En présence d’une activation métabolique, les dommages et la réparation de l’ADN induits par la ménadione ont été considérablement réduits. Le traitement des cellules pulmonaires A 549 avec le 4-nitroquinoline-N-oxyde (NQO) a provoqué une formation significative de cassures simple brin de l’ADN en l’absence et en présence d’une activation métabolique. Le traitement des cellules pulmonaires A 549 avec la ménadione a entraîné la formation de cassures simple brin de l’ADN en l’absence du mélange S9. En présence d’une activation métabolique, la ménadione n’a entraîné aucune formation significative de cassures de brins d’ADN. La réparation de l’ADN induite par la ménadione dans les cellules A 549 était dépendante de la concentration, du temps et de la température. La mesure de la synthèse (réparation) de l’ADN non programmée (UDS) après traitement par NQO et ménadione a donné de fortes réponses UDS en l’absence de mélange S9. L’ensemble des résultats de ces études suggère le potentiel mutagène du NQO et de la ménadione. Ces résultats indiquent que la ménadione subit un cycle redox avec la formation d’espèces réactives de l’oxygène qui causent des dommages à l’ADN et le réparent sans avoir un potentiel cancérigène .
Le stress oxydatif a été impliqué comme un mécanisme pour une variété de formes de lésions hépatiques. Bien que les espèces réactives de l’oxygène (ROS) puissent endommager directement les macromolécules cellulaires, la mort cellulaire induite par les oxydants peut résulter des effets redox sur les voies de transduction du signal. Afin de comprendre les mécanismes de la mort des hépatocytes due au stress oxydatif, les fonctions des protéines kinases activées par des agents mitogènes (MAPK) ont été déterminées au cours des lésions hépatocytaires induites par les oxydants de la ménadione. Des concentrations faibles, non toxiques et hautement toxiques de ménadione, générateur de superoxyde, ont été établies dans la lignée cellulaire d’hépatocytes de rat RALA255-10G. La mort due à la ménadione a été bloquée par la catalase et l’ebselen, ce qui indique que la mort est secondaire à la génération d’oxydants et non à l’arylation. Le traitement avec une concentration non toxique de ménadione a entraîné une brève activation de la kinase régulée par le signal extracellulaire (ERK) et de la kinase c-Jun N-terminale (JNK). En revanche, le traitement avec une concentration toxique de ménadione a induit une activation prolongée de ERK et de JNK. L’inhibition chimique de la fonction ERK a sensibilisé les hépatocytes RALA à la mort causée par des concentrations de ménadione auparavant non toxiques, en association avec une activation soutenue de JNK. L’expression adénovirale d’une protéine dominante-négative pour c-Jun, un substrat en aval de JNK, a bloqué la mort due à la ménadione. L’effet pro-apoptotique de c-Jun n’était pas médié par la voie de la mort mitochondriale. En conclusion, la résistance des hépatocytes RALA à la mort induite par les oxydants de la ménadione dépend de ERK, tandis que la mort cellulaire est médiée par l’activation de AP-1. Ces résultats identifient les voies de signalisation qui peuvent être des cibles thérapeutiques dans la prévention ou le traitement des lésions hépatiques induites par les oxydants.
La production de H2O2 catalysée par la ménadione par les cellules viables était proportionnelle au nombre de cellules viables, et le dosage de cette production de H2O2 a été appliqué au test de cytotoxicité de 17 substances qui ont été utilisées pour la validation internationale de la procédure à dose fixe comme alternative au test classique LD(50). La cytotoxicité des substances testées a été observée 4 h après l’incubation avec des cellules animales, et la viabilité a été déterminée en 10 min selon le test de production d’H2O2 catalysé par la ménadione. La CI(50) de chaque substance requise pour une inhibition de 50 % de la production d’H2O2 catalysée par la ménadione était similaire pour les cellules HepG2, HuH-6KK, HUVE, Vero, Intestine 407, NIH/3T3 et Neuro-2a. Douze substances, trois substances et deux substances ont montré une différence d’un, deux et trois ordres de grandeur entre la DL(50) et la CI(50), respectivement. Ces résultats montrent que l’essai de production d’H2O2 catalysé par la ménadione est utile pour la détection rapide de composés toxiques ayant la cytotoxicité basale commune à diverses cellules, mais est impropre à la détection de composés toxiques spécifiques à un organe .
L’élévation du Ca2 + intracellulaire dans divers tissus par le stress oxydatif induit par la ménadione a été bien documentée. L’augmentation du niveau de Ca2 + dans les plaquettes entraîne l’agrégation des plaquettes. Pour tester l’hypothèse selon laquelle les élévations de Ca2 + induites par la ménadione peuvent jouer un rôle dans l’agrégation plaquettaire, nous avons étudié l’effet de la ménadione sur l’agrégation de plaquettes isolées de rats femelles. Le traitement avec la ménadione au PRP, qui s’est avéré être un système adéquat, a semblé induire des changements de turbidité dose-dépendants des plaquettes jusqu’à 60% .
.