1. Association between aqueous extract and essential oil of Cymbopogon citratus and 5- fluorouracil in the antitumor response in mice with sarcoma 180
- Author
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Santana, Ingrede Tatiane Serafim and Carvalho, Adriana Andrade
- Subjects
Capim - santo ,Plants, medicinal ,Anticarcinogenic agents ,Interações ervas-drogas ,Anticarcinógenos ,Herb-drug interactions ,Plantas medicinais ,Fluorouracil ,Cymbopogon ,FISIOLOGIA [CIENCIAS BIOLOGICAS] ,Fluoruracila - Abstract
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE In oncology, chemotherapy remains the most prevalent therapy, using antineoplastic drugs such as 5-fluorouracil (5-FU). However, due to limitations, such as cellular non-specificity and associated adverse effects, the use of alternative therapies, such as medicinal plants, has gradually been observed among cancer patients, mainly with the aim of mitigating associated adverse effects, such as nausea and vomiting. The Cymbopogon citratus, popularly known as lemongrass, is among the medicinal plants used by cancer patients; however, despite the identification of beneficial properties in its use, the association of its preparations (such as extracts and essential oils) with antineoplastics is little explored. In this sense, the present study aimed to investigate the association between the aqueous extract and the essential oil of Cymbopogon citratus and 5-fluorouracil in the antitumor response in mice with Sarcoma 180. This is an experimental study approved by the Animal Research Ethics Committee (CEPA), opinions nº 17/2019 and nº 2726280621. Chromatographic analysis was performed to identify constituents of the extract and essential oil of Cymbopogon citratus. In vitro assays were performed to evaluate cytotoxicity in lung cancer (A549), melanoma (B16-F10) and glioma (C6) tumour cell lines, using the Sulforhodamine B method, and to evaluate the presence of hemolytic activity in erythrocytes, through of hemolysis assay. The evaluation of the association of the aqueous extract of Cymbopogon citratus (EACC) and Cymbopogon essential oil citratus (OECC) with 5-FU was performed in an in vivo assay using the experimental tumour Sarcoma 180 in a 9-day protocol (1st day - inoculation of the S180 tumour in the left axillary region; 2nd to 8th day - oral treatments (EACC, OECC and vehicle) or intraperitoneal (5 - FU), and 9th day - a collection of blood material, organs (liver, kidneys and spleen) and tumors); additional analyzes were also carried out with citral, the constituent identified as the majority of the OECC; the doses used corresponded to 50 and 100 mg/kg/day for EACC, 25 and 50 mg/kg/day for OECC and citral and 25 mg/kg/day for 5-FU. The parameters evaluated in relation to the association of EACC, OECC or the isolated citral constituent with 5-FU included tumour inhibition and toxicological aspects related to body mass, water intake and feed consumption, organ mass, renal biochemical parameters (urea, creatinine and uric acid) and liver (alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase and alkaline phosphatase), erythrocyte hematological parameters (red blood cells, hemoglobin and hematocrit) and leukocytes (total and differential leukocytes) and morphological analysis of the organs. Statistical analyzes included non-linear regression, the Shapiro Wilk normality test, one-way and two-way analysis of variance and Tukey's post-test, using the Prisma program version 8.0.2 (GraphPad Software). The chromatographic analysis identified that chlorogenic acid is present in the EACC and that citral represents the major constituent of the OECC. In vitro assays showed that EACC showed weak cytotoxic activity for A549, B16 - F10 and C6 tumour lines, with a degree of cellular inhibition (GI%) < 50%; in turn, OECC and citral showed high cytotoxic activity for the evaluated strains, with %GI > 75%; additionally, the OECC showed an inhibitory concentration capable of causing 50% of the maximum effect (CI50) < 30 μg / mL for A549 and B16-F10 strains, considered promising for oncology. Hemolysis assay identified that EACC showed low toxicity to erythrocytes at a concentration of 1000 μg / mL; in turn, OECC and citral showed toxicity at concentrations of 500 and 1000 μg / mL and low toxicity at concentrations of 250 μg / mL. An in vivo assay to investigate the association of EACC, OECC and citral with 5-FU, identified that there was no significant influence of the association x in relation to the inhibition of tumour growth of S180. In the experiment with EACC, the treatment of S180 with 5-FU showed tumor growth of 0,36 ± 0,07 g and the treatments with EACC 50 and 100 mg/kg/day + 5 – FU of 0,67 ± 0,08 g (p=0,3532) and 0,57 ± 0,06 (p=0,7539), respectively. In the experiment with OECC and with the isolated citral constituent, group 5 - FU showed tumor growth of 0,22 ± 0,04 g, the groups treated with 25 and 50 mg/kg/day of OECC + 5-FU of 0,55 ± 0,13 g (p=0,3235) and 0,24 ± 0,07 g (p>0,9999) and for citral 25 and 50 mg/kg/day + 5-FU of 0,28 ± 0, 04 g (p=0,9971) and 0,22 ± 0,06 g (p>0, 9999), respectively. Toxicological analyzes identified that the association of EACC with 5-FU resulted in changes in renal biochemical parameters; elevation of uric acid was identified against the association of EACC 100 mg/kg/day with 5-FU and a reduction in creatinine was identified against the association between EACC 50 and 100 mg/kg/day with 5-FU, suggesting that despite the presence of uric acid elevation, a nephroprotective role may be present in reducing creatinine values in relation to the 5-FU treated group alone. In the use of OECC 50 mg/kg/day with 5- FU, an increase in water intake was found when compared to the isolated treatment of 5-FU, with no statistical difference with the negative control with tumour, suggesting the preservation of drinking habits of water altered by 5-FU; no toxicological alterations related to the association of the isolated citral constituent with 5 - FU were identified. Thus, the findings point out that the OECC has a promising role against the B16 - F10 and A549 strains, which may be mainly related to citral, identified as the major constituent of the OECC and which has high cytotoxic activity against the tumour strains evaluated; however, the presence of hemolytic activity in the OECC at concentrations => 250 μg / mL may represent a limitation in its use and should be considered in further analyses. Additionally, the association of EACC, OECC and citral with the antineoplastic 5-FU concluded that there was no influence of the association against tumour inhibition of S180, at the doses used in the present study, and that changes may occur in water intake against the treatment OECC associated with 5 - FU and in renal parameters compared to the associated treatment of EACC with 5 - FU, in oncological therapy. utilizando o método Suforodamina B, e para avaliação da presença de atividade hemolítica em eritrócitos, através de ensaio de hemólise. A avaliação da associação do extrato aquoso do Cymbopogom citratus (EACC) e do óleo essencial do Cymbopogon citratus (OECC) com o 5 – FU foi realizada em ensaio in vivo utilizando o tumor experimental Sarcoma 180 em protocolo de 9 dias (1º dia - inoculação do tumor S180 na região axilar esquerda; 2º ao 8º dia - tratamentos por via oral (EACC, OECC e veículo) ou intraperitoneal (5-FU), e 9º dia - coleta de material sanguíneo, órgãos (fígado, rins e baço) e tumores); análises adicionais também foram realizadas com o citral, constituinte identificado como majoritário do OECC; as doses utilizadas corresponderam a 50 e 100 mg/kg/dia para o EACC, 25 e 50 mg/kg/dia para o OECC e para o citral e 25 mg/kg/dia para o 5-FU. Os parâmetros avaliados frente a associação do EACC, OECC ou do constituinte isolado citral com o 5-FU incluíram a inibição tumoral e aspectos toxicológicos relacionados a massa corpórea, ingesta de água e consumo de ração, massa dos órgãos, parâmetros bioquímicos renais (ureia, creatinina e ácido úrico) e hepáticos (alanina aminotransferase, aspartato aminotransferase e fosfatase alcalina), parâmetros hematológicos eritrocitários (hemácia, hemoglobina e hematócrito) e leucocitários (leucócito total e diferencial) e análise morfológica dos órgãos. Análises estatísticas incluíram a regressão nãolinear, o teste de normalidade de Shapiro wilk, a análise de variância de uma e duas vias e o pós teste de Tukey, utilizando o programa Prisma versão 8.0.2 (GraphPad Software). Análise cromatográfica identificou que o ácido clorogênico está presente no EACC e que o citral representa o constituinte majoritário do OECC. Ensaios in vitro evidenciaram que o EACC apresentou atividade citotóxica fraca para as linhagens tumorais da A549, B16 - F10 e C6, com grau de inibição celular (GI%) < 50%; por sua vez, o OECC e o citral apresentaram atividade citotóxica alta para as linhagens avaliadas, com %GI > 75%; adicionalmente, o OECC apresentou concentração inibitória capaz de provocar 50% do efeito máximo (CI50)< 30 μg/mL para as linhagens da A549 e B16-F10, considerado promissor para oncologia. Ensaio de hemólise identificou que o EACC apresentou toxicidade leve a eritrócitos na concentração de 1000 μg/mL; por sua vez, o OECC e o citral apresentaram toxicidade nas concentrações de 500 viii e 1000 μg/mL e toxicidade leve na concentração de 250 μg/mL. Ensaio in vivo, para investigação da associação do EACC, OECC e do citral com o 5-FU, identificou que não houve influência significativa da associação em relação a inibição do crescimento tumoral do S180. No experimento com EACC, o tratamento do S180 com 5-FU apresentou crescimento tumoral de 0,36 ± 0,07 g e os tratamentos com EACC 50 e 100 mg/kg/dia + 5-FU de 0,67 ± 0,08 g (p=0,3532) e 0,57 ± 0,06 (p=0,7539), respectivamente. No experimento com OECC e com o constituinte isolado citral, o grupo 5-FU apresentou crescimento tumoral de 0,22 ± 0,04 g, os grupos tratados com 25 e 50 mg/kg/dia do OECC + 5-FU de 0,55 ± 0,13 g (p=0,3235) e 0,24 ± 0,07 g (p>0,9999) e para o citral 25 e 50 mg/kg/dia + 5-FU de 0,28 ± 0,04 g (p=0,9971) e 0,22 ± 0,06 g (p>0,9999), respectivamente. Análises toxicológicas identificaram que a associação do EACC com o 5-FU resultou em alterações de parâmetros bioquímicos renais; elevação de ácido úrico foi identificada frente a associação de EACC 100 mg/kg/dia com o 5-FU e redução da creatinina foi identificada frente a associação entre o EACC 50 e 100 mg/kg/dia com o 5- FU, sugerindo que apesar da presença de elevação de ácido úrico, papel nefroprotetor pode estar presente ao reduzir valores de creatinina em relação ao grupo tratado isolado do 5-FU. No uso do OECC 50 mg/kg/dia com o 5-FU, elevação da ingesta de água foi encontrada quando comparado ao tratamento isolado do 5-FU, sem diferença estatística com o controle negativo com tumor, sugerindo a preservação dos hábitos de ingesta de água alterados pelo 5-FU; não foram identificadas alterações toxicológicas relacionadas a associação do constituinte isolado citral com o 5-FU. Desse modo, os achados encontrados salientam que o OECC apresenta papel promissor frente as linhagens B16-F10 e A549, que pode estar relacionado, principalmente, ao citral, identificado como constituinte majoritário do OECC e que apresenta atividade citotóxica alta frente as linhagens tumorais avaliadas; no entanto, a presença de atividade hemolítica no OECC em concentrações => 250 μg/mL pode representar uma limitação em seu uso e deve ser considerada em análises posteriores. Adicionalmente, a associação do EACC, OECC e do citral com o antineoplásico 5-FU concluiu que não houve influência da associação frente a inibição tumoral do S180, nas doses utilizadas no presente estudo, e que alterações podem ocorrer na ingesta de água frente o tratamento associado do OECC com o 5-FU e em parâmetros renais frente o tratamento associado do EACC com o 5-FU, na terapêutica oncológica. São Cristóvão
- Published
- 2022