Profile evaluation of citotoxicity, mutagenicity and genotoxicity of the dyes Basic Red 51, Basic Yellow 57 and P-Phenylenodiamine used in hair dye on skin cells

O processo de coloração de cabelos é um dos métodos de tintura mais antigos. No século XIX, iniciou-se a produção de corantes sintéticos, a partir do desenvolvimento da pfenilenodiamina (PPD). Os corantes de cabelo são classificados de acordo com seu mecanismo de ação. Os corantes permanentes são classificados por mecanismos oxidativos, enquanto os corantes diretos colorem a fibra capilar por mecanismos não oxidativos. A investigação sobre os possíveis danos á saúde humana, que podem ser resultantes da exposição de corantes de cabelos, têm sido um tema de enorme desafio para a comunidade cientifica. Particularmente, devido à enorme discrepância dos estudos epidemiológicos e estudos que empregam metodologias in vitro. Neste trabalho, foram investigadas a capacidade citotóxica de um composto representante de cada classe de tinturas de cabelo, um corante temporário (Basic Yellow 57 (BY57), um semi-temporário (Basic Red 51(BR51) e um ingrediente permanente p-fenilinodiamina (PPD) em linhagens de células de pele humana. As linhagens normais da pele humana estudadas foram os queratinócitos imortalizados humanos (HaCaT) e fibroblastos primários, utilizou-se também melanoma SK-Mel-103. Posteriormente, após caracterização do corante mais tóxico, foi investigado o tipo de morte celular, as possíveis alterações destes compostos no ciclo celular, a capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e aplicação em cultura tridimensional de pele artificial. Posteriormente, foi avaliada a capacidade de cada corante em induzir estresse oxidativo em queratinócitos humanos (HaCaT), que são a primeira via de exposição de corantes de cabelos. Em seguida, o corante elegido mais tóxico foi aplicado em pele humana provenientes de cirurgia. Finalmente, o potencial de mutagenicidade dos corantes BY57 e BR51 foram avaliados.The process involving hair dyes is one of the oldest methods of coloring. The use of synthetic hair dyes started in the nineteenth century, after the development of p-phenylenodiamine (PPD). The hair dyes are classified according to their mechanism of action. The permanent hair dyes are classified by oxidative mechanisms, while direct dyes color the hair fiber by non-oxidative mechanisms. Research regarding the potential damage of hair dyes to human health has been an enormous challenge for the scientific community. Particularly due to the large discrepancy of epidemiological studies involving in vitro methodologies. In this study, we evaluated the cytotoxic potential of a compound representative from each of the class of hair dyes, a temporary dye (Basic Yellow 57 (BY57), a semi temporary (Basic Red 51 (BR51) and a permanent hair dyes p-phenylenodiamine (PPD) in human skin cells. The studied skin cell lines where, immortalized human keratinocytes (HaCaT) primary fibroblasts, we also used melanoma SK-Mel-103. Subsequently, after characterization of the most toxic dye, we investigated specific mechanisms of cell death, changes in cell cycle and the ability to generate reactive oxygen species (ROS) followed by the evaluation of three-dimensional artificial skin. In addition, we assessed the ability of each dye in inducing oxidative stress in immortalized human keratinocytes (HaCaT) this is the primary route of exposure of hair dyes. Then, the most toxic compound was tested in human skin explants. Finally the mutagenic potential of the dyes BY57 and BR51 were evaluated