Désoxynivalénol et stress oxydatif

Dans les cas d’intoxications aigües, DON peut inhiber la synthèse des protéines et des acides nucléiques au niveau cellulaire (Shifrin et Anderson, 1999; Ueno et al., 1973) via la liaison aux ribosomes et l’activation des kinases cellulaires (Shifrin et Anderson, 1999). Le DON peut aussi hausser l’expression des cytokines et des chimokines pro-inflammatoires (Islam et al., 2006; Shifrin et Anderson, 1999; Zhou et al., 2003). Dans les études in vitro précédentes, des concentrations faibles à modérées de DON (< 500 ng mL-1_{) peuvent}

sélectivement induire l’expression des gènes, mais cette mycotoxine à haute concentration (> 500 ng mL-1₎

peut provoquer la mort cellulaire due à l’apoptose (Pestka, 2008). En outre, l’une des actions importantes de DON consiste en ses effets sur les enzymes antioxydants. En général, les mycotoxines sont considérées comme un facteur induisant un stress oxydatif résultant d’un déséquilibre entre les antioxydants et pro- oxydants dans l’organisme. En fonction des conditions expérimentales (les espèces, les doses, la voie d’administration et la durée de l’exposition, les concentrations d’autres antioxydants, etc.), les activités d’enzymes antioxydants peuvent augmenter pour répondre au stress oxydatif ou diminuer par l’action directe ou indirecte de mycotoxines (Surai et Dvorska, 2004). Des dérivés actifs de l’oxygène (ROS – reactive oxygen species) sont continuellement formés au cours de divers processus cellulaires et ne sont pas entièrement neutralisés par des mécanismes antioxydants. Selon Dvorska et Surai (2001), il n’est pas clair si les mycotoxines stimulent directement la peroxydation lipidique par une augmentation de la production de radicaux libres, ou si la sensibilité accrue des tissus à la peroxydation lipidique est une conséquence d’un système antioxydant compromis.

2.8.1.1. Impacts de DON sur le statut antioxydant

Les enzymes antioxydantes primaires assurant la protection contre les ROS (reactif oxygen species) sont les superoxydes dismutases (SOD), la catalase (CAT), la glutathion réductase (GR) et les glutathions péroxidases (GPx). Les enzymes de détoxification telles que les glutathione S-transférase (GSTs) sont considérées comme des enzymes antioxydantes secondaires qui catalysent la conjugaison des électrophiles toxiques au GSH (Hayes et Strange, 1995).

Les effets néfastes de DON sur le système antioxydant sont variés et dépendent des différents tissus cibles ainsi que des concentrations de DON (Tableau 2.7).

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Tableau 2.7. Effets de DON sur le système antioxydant et les tissus cibles chez quelques espèces animales

Tissus cibles Hôte Concentrations de DON Remarques Références

Foie Rat

28 mg kg-1 _{de poids vif}

(dose orale unique) Augmentation de l’activité de GPx, SOD, CAT et GST Rizzo et al (1994) Poulet 10 mg kg-1 _diet Aucun effet de DON sur

l’activité de GPx Frankic et al. (2006)

Plasma Poulet 10 mg kg

-1 _diet Aucun effet de DON sur le

statut antioxydant Frankic et al. (2006) Porc 4 mg kg-1 _diet Aucun effet de DON sur

l’activité de GPx Frankic et al. (2008)

HepG2* Humain 2,5 µM 1,25 – 5,0 µM 10 µM Augmentation de l’activité de SOD, GPx, CAT, G6PD* et GST Augmentation de l’activité de SOD et CAT Réduire l’activité de GST, GPx et GR

Aucun effet sur la teneur en GSH intracellulaire Diminuer la teneur en GSH Dragomir et al. (2007) Bodea et al. (2009) Sugiyama et al. (2012) U937* Humain 80 – 160 µM Augmentation de l’activité de GPx Diminuer l’activité de GST et la teneur en GSH Costa et al. (2009) HT29 Humain 250 – 500 ng mL-1 Diminuer la teneur en GSH Augmenter l’activité de CAT, SOD et GPx Kalaiselvi et al. (2013) Krishnaswamy et al. (2010)

HCT116 Humain 100 µM Augmentation d’O

2- _dans

les mitochondries induisant

la mort cellulaire Bensassi et al. (2012) Sang Porc 10 – 1000 ng mL-1 Diminuer l’activité de GPx

et SOD Zbynovska et al. (2013) DF-1 Poulet 100 – 2000 ng mL-1 Diminuer la teneur en GSH

et l’activité de SDO Li et al. (2014)

* HepG2: cellules de carcinome hépatocellulaire humaine; G6PD: glucose 6-phosphate déhydrogénase; U937: leucémies humaines; HT29: adénocarcinome de l’épithélium colique; HCT116: cellules de carcinome du côlon humain; DF-1: fibroblaste de l’embryon du poulet.

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2.8.1.2. DON induit des dommages oxydatifs

En général, les cellules répondent au stress oxydatif en augmentant la régulation du système antioxydant et d’autres systèmes de protection, afin d’éviter des dommages aux macromolécules cellulaires critiques (l’ADN, les lipides et les protéines), et prévenir la mort cellulaire par des mécanismes apoptotiques ou nécrotiques. Le stress oxydatif induit par DON cause des dommages à l’ADN, une peroxydation lipidique accrue et des dommages aux protéines. DON perturbe la fonction normale des mitochondries causant ainsi une surproduction de radicaux libres, qui entraine une peroxydation lipidique, une modulation des enzymes antioxydants et par conséquent une modification du statut oxydatif des cellules (Mishra et al., 2014; Wu et al., 2014b). Les dommages à l’ADN sont liés à la génération de ROS et la peroxydation lipidique. Par la suite, certaines voies de signalisation sont affectées par le stress oxydatif, et les voies de l’apoptose induites par les caspases (cysteinyl-aspartate-cleaving proteases) sont activées. Certaines voies des caspases indépendantes tel que caspase-3 et caspase-9 sont également impliquées dans l’apoptose cellulaire (Mishra et al., 2014). Toutefois, les effets néfastes de DON sur le stress oxydatif diffèrent entre les recherches. Les doses utilisées dans les études pourraient expliquer en partie les résultats contradictoires (Wu et al., 2014b).

Les différents types d’ADN endommagés peuvent être produits par les ADN de base oxydés qui sont détériorés par les ROS tels que les radicaux hydroxyles et l’oxyde nitrique (De Bont et van Larebeke, 2004). Dans des études précédentes, les dommages d’ADN ont été identifiés dans les lymphocytes des porcs traités au DON (4 mg kg-1_{) pendant 14 jours (Frankic et al., 2008). Les fragmentations de l’ADN dans les lymphocytes}

ont été découvertes chez les poulets alimentés avec les rations contaminées avec du DON (10 mg kg-1₎

(Awad et al., 2012).

Les protéines sont également des cibles pour les ROS et les autres oxydants lorsque celles-ci sont formés dans les deux milieux intra- ou extra-cellulaire (Davies et al., 1999). La carbonylation des protéines est un dommage oxydatif irréversible, causant souvent une perte de fonction des protéines. Les carbonyles sont des marqueurs biologiques pour évaluer les dommages aux protéines durant le stress oxydatif (Dalle-Donne et al., 2006). La carbonylation des protéines induite par DON a été moins étudiée. Une augmentation significative des protéines carbonylées a été notée dans les cellules de HT-29 traitées avec DON (250 – 500 ng mL-1₎

après 24 heures (Kalaiselvi et al., 2013). La quantité moyenne des protéines carbonylées a été augmentée 100 fois sur les cellules murines YAC-1 traitées avec DON (2,5 µM) (Strasser et al., 2013).

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