Category Archives: Cytotoxicity

Apoptosis induced by a pigment from Exiguobacterium sp.

J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 78-91, 2020.

Original Article

Caspase mediated cytotoxicity of a yellow pigment produced by Exiguobacterium alkaliphilum on human cancer cell lines

[Citotoxicidad mediada por caspasa de un pigmento amarillo producido por Exiguobacterium alkaliphilum en líneas celulares de cáncer humano]

Bharath Gajaraj*, Varalakshmi Nadumane

Department of Biotechnology, School of Sciences, Jain University, 18/3, 9th Main, 3rd Block, Jayanagar, Bangalore- 560011, India.
Abstract

Context: Investigation of microbial diversity for the identification of novel bioactive compounds or therapeutics is a more potential and incessant ongoing process for drug development research. Many tumors are generally metastasized at the time of diagnosis and restorative surgery is rarely achieved. As response rates to chemotherapy are low, surgery remains the only effective treatment. Consequently, a substantial need for new therapeutic options is essential. The promotion of apoptosis in cancer cells could potentially lead to the regression and improved prognosis of cancer.

Aims: To assess the in vitro anticancer activity of the pigment extracted from E. alkaliphilum on cancer cell lines.

Methods: The effect of a pigmented compound produced by Exiguobacterium alkaliphilum, isolated from a soil sample was investigated on various human cancer cell lines. Proliferation and viability were analyzed using cell counting and MTT cell proliferation assay. Quantification of lactate dehydrogenase (LDH), a cytosolic enzyme, which is an indicator of cellular toxicity was carried out. Apoptosis was determined by DNA fragmentation, and by colorimetric assays for caspases 3, 7 and 10. The cell cycle analysis was also performed using a flow cytometer, by fixing the cells with propidium iodide. The structural elucidation of the active compound was analyzed by GC-MS.

Results: Pigment extracted from E. alkaliphilum showed a time and dose-dependent reduction of proliferation in HepG2, HeLa, MCF7, Jurkat and K562 cell lines with lower IC50 concentrations and induction of apoptosis was significantly evident from the caspase assay and DNA fragmentation.

Conclusions: The pigment showed a significant anticancer property on cancer cell lines and this study thereby provides a rationale for pre-clinical and clinical evaluation for the effective treatment of cancer.

Keywords: anticancer; caspase; cell cycle; DNA fragmentation; microbial pigments.

Resumen

Contexto: La investigación de la diversidad microbiana para la identificación de nuevos compuestos bioactivos o terapéuticos es un proceso continuo más potencial e incesante para la investigación del desarrollo de fármacos. En general, muchos tumores tienen metástasis al momento del diagnóstico y rara vez se logra una cirugía restauradora. Como las tasas de respuesta a la quimioterapia son bajas, la cirugía sigue siendo el único tratamiento efectivo. En consecuencia, una necesidad sustancial de nuevas opciones terapéuticas es esencial. La promoción de la apoptosis en las células cancerosas podría conducir a la regresión y al mejor pronóstico del cáncer.

Objetivos: Evaluar la actividad anticancerígena in vitro del pigmento extraído de E. alkaliphilum en líneas celulares de cáncer.

Métodos: Se investigó el efecto de un compuesto pigmentado producido por Exiguobacterium alkaliphilum, aislado de una muestra de suelo en varias líneas celulares de cáncer humano. La proliferación y la viabilidad se analizaron usando el conteo celular y el ensayo de proliferación celular MTT. Se realizó la cuantificación de lactato deshidrogenasa (LDH), una enzima citosólica que es un indicador de toxicidad celular. La apoptosis se determinó mediante fragmentación de ADN y mediante ensayos colorimétricos para las caspasas 3, 7 y 10. El análisis del ciclo celular también se realizó usando un citómetro de flujo, fijando las células con yoduro de propidio. La elucidación estructural del compuesto activo se analizó por GC-MS.

Resultados: El pigmento extraído de E. alkaliphilum mostró una reducción de la proliferación dependiente del tiempo y la dosis en las líneas celulares HepG2, HeLa, MCF7, Jurkat y K562 con concentraciones más bajas de IC50 y la inducción de apoptosis fue significativamente evidente a partir del ensayo de caspasa y la fragmentación del ADN.

Conclusiones: El pigmento mostró una propiedad anticancerígena significativa en las líneas celulares de cáncer y, por lo tanto, este estudio proporciona una justificación para la evaluación preclínica y clínica para el tratamiento efectivo del cáncer.

Palabras Clave: anticancerígeno; caspasa; ciclo celular; fragmentación de ADN; pigmentos microbianos.

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Citation Format: Bharath PG, Varalakshmi KN (2020) Caspase mediated cytotoxicity of a yellow pigment produced by Exiguobacterium alkaliphilum on human cancer cell lines. J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 78–91.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Potential agricultural use of olive cake

J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 43-52, 2020.

Original Article

Potential agricultural use of a sub-product (olive cake) from olive oil industries composting with soil

[Uso agrícola potencial de un subproducto (alperujo) de las industrias del aceite de oliva compostado con suelo]

Ariadna Hammann1, Lorena M. Ybañez1, María I. Isla2, Mirna Hilal1,2*

1Centro de Estudios de Especies Vegetales de Interés Regional (CEVIR). Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Universidad Nacional de Catamarca. Belgrano 300, Catamarca capital, Catamarca, Argentina.
2Instituto de Bioprospección y Fisiología Vegetal (INBIOFIV, UNT-CONICET). Facultad de Ciencias Naturales e IML. San Lorenzo 1469, S. M. de Tucumán, Tucumán, Argentina.
Abstract

Context: Olive cake and olive mill wastewater are by-products of olive oil industries. Olive cake is not currently being exploited.

Aims: To evaluate the cytotoxicity and genotoxicity induced in Allium cepa root meristems by olive cake in various preparations (aqueous dilutions of olive cake and mixtures of olive cake with soil before and after a composting process).

Methods: Olive cake aqueous dilutions as well as fresh and composted olive cake – soil mixtures were obtained. Samples were assayed on Allium cepa L roots and the phenolic content was also determined.

Results: Aqueous dilutions showed acute genotoxicity with a mitotic index dramatic reduction and a high number of cell abnormalities.  Olive cake induced chromosome aberrations such as bridges, stickiness, and laggard chromosomes and cell aberrations such as strap, folded, giant and binucleated cells. Anomalies increase with polyphenol concentration, both in aqueous dilutions and in mixtures of olive cake – soil without composting. Composted mixtures did not exhibit cell toxicity up to 10% of olive cake although they can decrease the mitotic index, which would produce a reduction in plant growth.

Conclusions: Results indicate the varied behavior of olive cake according to sample preparation and suggest the possible use of this by-product incorporated to soils and subjected to composting.

KeywordsAllium cepa; genotoxicity; olive cake-soil mixture; olive cake; polyphenols.

Resumen

Contexto: El alperujo es un subproducto de las industrias del aceite de oliva, el cual, actualmente, no está siendo explotado.

Objetivos: El objetivo de este estudio es evaluar la citotoxicidad y genotoxicidad inducida en meristemas de raíces de Allium cepa por alperujo en diferentes preparados (diluciones acuosas de alperujo y mezclas de alperujo con suelo, antes y después de un proceso de compostado).

Métodos: Se prepararon diluciones acuosas de alperujo así como mezclas frescas y compostadas de alperujo-suelo. Las muestras fueron analizadas sobre raíces de Allium cepa L. y se determinó, además, el contenido de compuestos fenólicos.

Resultados: Las diluciones acuosas mostraron genotoxicidad aguda con una reducción drástica del índice mitótico y un alto número de anomalías celulares. El alperujo indujo aberraciones cromosómicas, tales como puentes, pegajosidad y cromosomas rezagados y aberraciones celulares como células alargadas, plegadas, gigantes y binucleadas. Las anomalías aumentaron con la concentración de polifenoles tanto en diluciones acuosas como en mezclas de alperujo-suelo sin compostaje. Las mezclas compostadas no mostraron toxicidad celular hasta el 10% de la torta de oliva, aunque disminuyeron el índice mitótico, lo cual produciría una disminución en el crecimiento de plantas.

Conclusiones: Los resultados indican el diferente comportamiento del alperujo según la preparación de las muestras e indican el posible uso de este subproducto incorporado a suelos y sometido a compostaje.

Palabras ClaveAllium cepa; alperujo; genotoxicidad; mezclas alperujo-suelo; polifenoles.

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Citation Format: Hammann A, Ybañez LM, Isla MI, Hilal M (2020) Potential agricultural use of a sub-product (olive cake) from olive oil industries composting with soil. J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 43–52.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Apoptosis and cell cycle arrest induced by Moringa oleifera

J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 173-183, 2019.

Original Article | Artículo Original

n-Hexane fraction of Moringa oleifera Lam. leaves induces apoptosis and cell cycle arrest on T47D breast cancer cell line

[Fracción de n-hexano de hojas de Moringa oleifera Lam. inducen apoptosis y detención del ciclo celular en la línea celular de cáncer de mama T47D]

Shabarni Gaffar1*, Riza Apriani2, Tati Herlina1

1Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Padjadjaran, Bandung, Indonesia.
2Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Negeri Garut, Garut, Jawa Barat, Indonesia.

*E-mail: shabarni.gaffar@unpad.ac.id

Abstract

Context: Moringa plant (Moringa oleifera) is one of the medicinal plants used as traditional medicine for the treatment of the variety of diseases including cancer. Recently, extensive research has been conducted on leaf extracts of M. oleifera to evaluate their potential cytotoxic effects. Several studies have reported anti proliferative activity of water and alcoholic extracts of leaf, bark and seed of M. oleifera on some cancer cell line, including HepG2 liver cancer cell, A549 lung cancer cell, Caco-2 colon cancer cell, MCF7 and MDA-MB-231 breast cancer cells.

Aim: To evaluate the cytotoxic effect of n-hexane fraction of M. oleifera (hMO) leaves on T47D breast cancer cells.

Methods: The M. oleifera leaves were extracted using ethanol, then fractionated with n-hexane. The cytotoxic activity was determined using MTT assay. Apoptosis and cell cycle arrest were analyzed using flow-cytometry and expression of Bcl-2 and cyclin D1 were analyzed using immunocytochemistry.

Results: Based on preliminary MTT assay, T47D treated with hMO demonstrated a medium cytotoxic effect and inhibited cell proliferation with an IC50 value of 235.58 µg/mL. Detection of apoptosis showed that hMO induced apoptosis mediated cell death in slow manner. In addition, hMO was also induce cell cycle arrest on G0-G1 and G2-M phase. Immunocytochemistry assay showed that the hMO decreased expression of anti-apoptosis protein, Bcl-2, and cell cycle regulator protein, cyclin D1, in concentration dependent manner.

Conclusions: hMO has properties to induce apoptosis and cell cycle arrest on T47D cells. hMO has a potential compound to be explored and developed as a chemo preventive agent for breast cancer. These results provide evidence for anticancer activity of M. oleifera leaves extract since it cause growth inhibition, induced apoptosis and cell cycle arrest.

Keywords: apoptosis; cell cycle arrest; hMO; T47D cell.

Resumen

Contexto: La planta de moringa (Moringa oleifera) es una de las plantas medicinales utilizadas como medicina tradicional para el tratamiento de variedad de enfermedades, incluido el cáncer. Recientemente, se ha realizado una extensa investigación sobre extractos de hojas de M. oleifera para evaluar sus efectos citotóxicos potenciales. Varios estudios han reportado actividad antiproliferativa de extractos acuosos y alcohólicos de hojas, cortezas y semillas de M. oleifera en alguna línea celular de cáncer, incluyendo hígado HepG2, pulmón A549, colon Caco-2 y mama MCF7, MDA y MB-231.

Objetivo: Evaluar el efecto citotóxico de la fracción de n-hexano de las hojas de M. oleifera (hMO) en las células de cáncer de mama T47D.

Métodos: Las hojas de M. oleifera se extrajeron con etanol, luego se fraccionaron con n-hexano. La actividad citotóxica se determinó utilizando el ensayo MTT. La apoptosis y la detención del ciclo celular se analizaron mediante citometría de flujo y la expresión de Bcl-2 y la ciclina D1 se analizaron mediante inmunocitoquímica.

Resultados: Basado en el ensayo MTT preliminar, las T47D tratadas con hMO demostraron un efecto citotóxico e inhibió la proliferación celular con un valor de CI50 de 235,58 µg/mL. La detección de la apoptosis mostró que la hMO indujo la muerte celular mediada por la apoptosis de manera lenta. Además, hMO también indujo la detención del ciclo celular en las fases G0-G1 y G2-M. El ensayo de inmunocitoquímica mostró que hMO disminuyó la expresión de la proteína anti-apoptosis, Bcl-2 y la proteína reguladora del ciclo celular, ciclina D1, de manera dependiente de la concentración.

Conclusiones: hMO tiene propiedades para inducir la apoptosis y la detención del ciclo celular en las células T47D. hMO tiene un compuesto potencial para ser explorado y desarrollado como un agente quimio preventivo para el cáncer de mama. Estos resultados proporcionan evidencia de la actividad anticancerígena del extracto de hojas de M. oleifera, ya que causa inhibición del crecimiento, apoptosis inducida y detención del ciclo celular.

Palabras Clave: apoptosis; célula T47D; detención del ciclo celular; hMO.

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Citation Format: Gaffar S, Apriani R, Herlina T JF (2019) n-Hexane fraction of Moringa oleifera Lam. leaves induces apoptosis and cell cycle arrest on T47D breast cancer cell line. J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 173–183.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Bioseguridad en el manejo de medicamentos citostáticos

J Pharm Pharmacogn Res 6(6): 433-447, 2018.

Original Article | Artículo Original

Monitoreo de seguridad ocupacional en el manejo de citostáticos

[Safety monitoring of cytostatic handling]

Hilda M. Rodríguez Montero1, Elizabeth Reyes Reyes1, Tania M. Escalante Leyva1, Raidel Correa Aguila1, Antonio Torres Valle2, Elizabeth B. Cuétara-Lugo1*

1Departamento de Investigaciones y Docencia. Instituto de Oncología y Radiobiología de Cuba. 29 y F, Vedado CP 10400. Habana. Cuba.
2Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas. INSTEC, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medioambiente. CITMA. Ave Salvador Allende y Luaces, Quinta de Los Molinos, Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba.

*E-mail: ecuetara@infomed.sld.cu

Abstract

Context: The Institute of Oncology and Radiobiology (INOR) is the leading institution for the diagnosis, treatment and follow up of cancer in Cuba. Cancer treatment is mainly by three methods: surgery, radiotherapy and chemotherapy. Pharmacological treatments involve the use of dangerous substances such as cytostatics, the handling of which threat the health of the occupationally exposed staff.

Aims: To evaluate a biomarker of genotoxicity indicative of DNA damage in the biomonitoring of occupational risks associated with the administration of antineoplastic drugs to hospitalized patients.

Methods: The determination of the frequency of micronuclei, in cells of the exfoliated oral mucosa was determined (Micronucleus test) in subjects who administer cytostatic drugs at the institute and a control group formed by administrative personal.

Results: Present results evidenced that all exposed subjects possess the same DNA damage that non-exposed-ones. Such results are in concordance with the proper use of primary protection barriers and the adhesion to normalized operational procedures.

Conclusions: The frequency of micronuclei is a useful biomarker for assessing DNA damage associated with the administration of antineoplastic drugs. The risk perception analysis (RISKPERCEP) in occupationally exposed subjects complements the occupational safety monitoring.

Keywords: cytostatic handling; Micronucleus test; occupational health.

Resumen

Contexto: El Instituto de Oncología y Radiobiología (INOR) es la institución líder para el diagnóstico, tratamiento y seguimiento del cáncer en Cuba. El tratamiento del cáncer se basa principalmente en tres métodos: cirugía, radioterapia y quimioterapia. Los tratamientos farmacológicos implican el uso de sustancias peligrosas tales como citostáticos, cuyo manejo amenaza la salud del personal expuesto laboralmente.

Objetivos: Evaluar un biomarcador de genotoxicidad indicativo de daño en el ADN en el biomonitoreo de los riesgos ocupacionales asociados con la administración de medicamentos antineoplásicos a pacientes hospitalizados.

Métodos: La determinación de la frecuencia de micronúcleos, en células de mucosa oral exfoliada, se determinó (prueba de micronúcleos) en enfermeros que administraron fármacos citostáticos en el instituto y en un grupo de control formado por personal administrativo.

Resultados: Los resultados evidenciaron que todos los sujetos expuestos poseían el mismo daño en el ADN que los no expuestos. Dichos resultados están en concordancia con el uso adecuado de las barreras de protección individual y la adhesión a los procedimientos operacionales normalizados.

Conclusiones: La frecuencia de micronúcleos es un biomarcador útil para evaluar el daño al ADN asociado con la administración de medicamentos antineoplásicos. El análisis de percepción de riesgo (RISKPERCEP) en el personal ocupacionalmente expuesto complementa el monitoreo de seguridad ocupacional.

Palabras Clave: manejo de citostáticos; prueba de Micronúcleos; salud ocupacional.

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Citation Format: Rodríguez Montero HM, Reyes Reyes E, Escalante Leyva T, Correa Águila R, Torres Valle A, Cuétara-Lugo EB (2018) Monitoreo de seguridad ocupacional en el manejo de citostáticos [Biosafety of citostatic drug handling]. J Pharm Pharmacogn Res 6(6): 433–447.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Antioxidant and neuroprotective effects of gossypitrin

J Pharm Pharmacogn Res 6(2): 72-80, 2018.

Original Article | Artículo Original

Antioxidant and neuroprotective effects of gossypitrin, a flavonoid from Talipariti elatum, against chemical hypoxia-induced PC12 cell death

[Efectos antioxidantes y neuroprotectores de la gossypitrina, flavonoide de Talipariti elatum, frente a la muerte inducida por hipoxia química en células PC12]

María A. Bécquer-Viart1, José González-Yaque2, Luis A. Fonseca-Fonseca3, Yanier Núñez-Figueredo3, Gilberto L. Pardo Andreu1*

1Centro de Estudio para las Investigaciones y Evaluaciones Biológicas, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana, Calle 222, # 2317 e/23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
2Departamento de Farmacia, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana, Calle 222, # 2317 e/23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
3Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos, Ave 26, No. 1605 Boyeros y Puentes Grandes, CP 10600, La Habana, Cuba.

*E-mail: gpardo@ifal.uh.cu

Abstract

Context: Some flavonoids have been described as neuroprotectors. Gossypitrin (Gos) is a natural occurring flavonoid and the main bioactive substance from the flowers of Talipariti elatum Sw. (Majagua azul), traditionally used in Cuba as expectorant and antiasthmatic. Only few reports have documented its antioxidant properties.

Aims: To evaluate the antioxidant and cytoprotective effects of Gos against cyanide-induced oxidative stress and cell death in PC12 cells.

Methods: Gos effects on DPPH/ ABTS radical scavenging, ferric reducing power and lipid peroxidation were examined. The ischemia/reperfusion neuronal damage was produced by exposing PC12 cells to KCN in glucose-free medium. Gos was added to the incubation medium 30 min before chemical hypoxia induction. The neuroprotective potential of Gos was assessed by measuring cell viability by the MTT assay, the antioxidant enzymes SOD and CAT, and GSH and lipid peroxidation levels. Rutin (Rut), the well-known antioxidant, was used as a reference compound.

Results: Gos showed a potent intrinsic antioxidant capacity evidenced by low IC50 and EC50 values for DPPH/ABTS/malondialdehyde and ferric reducing power, respectively. Pre-treatment of PC12 cells with Gos, significantly increased their survival against KCN, restored the levels of GSH and the SOD and CAT enzymes activities, as well as reduced the level of lipid peroxidation. Its antioxidant effects were higher than those elicited by Rut.

Conclusions: The results show for the first time the neuroprotective potential of Gos against hypoxic cell damage, probably associated to its antioxidant effects.

Keywords: antioxidant; gossypitrin; hypoxia; ischemia; neuroprotection; PC12.

Resumen

Contexto: Algunos flavonoides se han descrito como neuroprotectores. La gossypitrina (Gos) es un flavonoide natural y la principal sustancia bioactiva en las flores de Talipariti elatum Sw. (Majagua azul), tradicionalmente usada en Cuba como expectorante y antiasmático. Pocos reportes documentan sus propiedades antioxidantes.

Objetivos: Evaluar los efectos antioxidantes y citoprotectores de la Gos frente al estrés oxidativo y la muerte celular inducidos por cianuro en células PC12.

Métodos: Se examinaron los efectos de la Gos en el secuestro de los radicales DPPH/ABTS, su poder reductor férrico y sobre la peroxidación lipídica. El daño neuronal por isquemia/reperfusión se produjo al exponer células PC12 a KCN en un medio libre de glucosa. La Gos se añadió al medio 30 min antes de la inducción de la hipoxia química. Se determinaron la viabilidad celular, las enzimas antioxidantes SOD y CAT, y los niveles de GSH y de lipoperoxidación. La rutina (Rut), conocido antioxidante, se usó como compuesto de referencia.

Resultados: La Gos mostró una potente capacidad antioxidante evidenciada por bajos valores de CI50 y CE50 para el DPPH/ABTS/malonildialdehido y el poder reductor férrico, respectivamente. El pre-tratamiento con Gos incrementó la sobrevivencia celular frente al KCN así como las actividades enzimáticas SOD y CAT, restauró las concentraciones de GSH y redujo la lipoperoxidación. Sus efectos antioxidantes fueron superiores a los de la rutina.

Conclusiones: Los resultados muestran por primera vez el potencial neuroprotector de la Gos frente al daño celular por hipoxia, asociado probablemente a sus efectos antioxidantes.

Palabras Clave: antioxidante; gossypitrina; hipoxia; isquemia; neuroprotección; PC12.

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Citation Format: Bécquer-Viart MA, González-Yaque J, Fonseca-Fonseca LA, Núñez-Figueredo Y, Pardo Andreu GL (2018) Antioxidant and neuroprotective effects of gossypitrin, a flavonoid from Talipariti elatum, against chemical hypoxia-induced PC12 cell death. J Pharm Pharmacogn Res 6(2): 72–80.
This article has been cited by:
Felipe González A, Hernández Balmaseda I, Gutiérrez Gaitén YI, Scull Lizama R, Carmenate García LM, Pieters L, Rodeiro Guerra I, Delgado Hernández R (2019) Phytochemical study and antioxidant activity of three fractions from the stem of Caesalpinia bahamensis Lam. J Pharm Pharmacogn Res 7(1): 12–20. Website
González J, Bécquer-Viart MA, Cuéllar A, Pérez J, Monan M (2018) GC/MS analysis of gossypitrin sample with antioxidant and neuroprotective effects against chemical hypoxia-induced PC12 cell death. Annals of Advanced Agricultural Sciences 2(3): 37-44. DOI: 10.22606/as.2018.23002

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Depigmentation effect of Quercus infectoria and Terminalia chebula

J Pharm Pharmacogn Res 5(5): 270-277, 2017.

Original Article | Artículo Original

Quercus infectoria and Terminalia chebula decrease melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cell lines

[Quercus infectoria y Terminalia chebula disminuyen el contenido de melanina y la actividad tirosinasa en las líneas celulares B16/F10]

Akram Jamshidzadeh1, Yaser Shokri2**, Nahid Ahmadi1, Neda Mohamadi3, Fariba Sharififar3*

1Toxicology Department, Faculty of Pharmacy, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran.
2Herbal and Traditional Medicines Research Center, Department of Pharmacognosy, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.
3Pharmaceutics Research Center, Institute of Neuropharmacology, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.

E-mail: *fa.sharififar@gmail.com, **yashokri@yahoo.com

Abstract

Context: One of the most complained skin cares in ethnic skin like Asian women is hyperpigmentation, and lightening preparations have been long-standing desired. Due to the side effects of current drugs, medicinal plants have attracted more attentions as a source of novel drugs. Mazo (Quercus infectoria galls) and Terminalia chebula fruits have been suggested in Persian Traditional Medicine as a safe treatment for hyperpigmentation.

Aims: To evaluate the cytotoxicity and the effect on melanin synthesis in B16/F10 melanoma of Q. infectoria and T. chebula extracts.

Methods: After collection and scientific authentication, plants were extracted by maceration method with methanol and were standardized based on total phenolic content. MTT assay and colorimetric method were used for cytotoxicity and determination of melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cells, respectively. Kojic acid was used as a reference compound.

Results: Total phenolic content of Q. infectoria and T. chebula was determined as 287.34 ± 4.21 and 172.61 ± 8.67 mg gallic acid equivalent/g dried extract, respectively. Both plants decreased cell viability at 100 µg/mL and significantly reduced intercellular melanin to 66.25% and 71.1%, respectively in comparison to kojic acid (56.63%) at 50 µg/mL. In the same concentration, 65.7% and 71.2% tyrosinase activity was inhibited by Q. infectoria and T. chebula, which significantly were different from control (p<0.001).

Conclusions: These findings suggest that both plants especially Q. infectoria could inhibit melanogenesis in non-toxic concentrations and would be a good candidate for further studies.

Keywords: B16/F10 melanoma cells; depigmentation; melanin; Quercus infectoria; Terminalia chebula.

Resumen

Contexto: Uno de los cuidados de la piel más reclamados en la piel étnica de las mujeres asiáticas es la hiperpigmentación, y se han deseado, desde hace mucho tiempo, preparaciones de aclaramiento. Debido a los efectos secundarios de los fármacos actuales, las plantas medicinales han atraído más atenciones como fuente de nuevos fármacos. Mazo (agallas de Quercus infectoria) y frutos de Terminalia chebula han sido sugeridos en la medicina tradicional persa como un tratamiento seguro para la hiperpigmentación.

Objetivos: Evaluar la citotoxicidad y el efecto sobre la síntesis de melanina en células de melanoma B16/F10 de los extractos de Q. infectoria y T. chebula.

Métodos: Después de la recolección y la autenticación científica, las plantas se extrajeron por método de maceración con metanol y se normalizaron en base al contenido fenólico total. El ensayo MTT y el método colorimétrico se utilizaron para la citotoxicidad y la determinación del contenido de melanina y la actividad tirosinasa en células B16/F10, respectivamente. Se usó ácido kójico como compuesto de referencia.

Resultados: El contenido fenólico total de Q. infectoria y T. chebula se determinó como 287,34 ± 4,21 y 172,61 ± 8,67 mg equivalente de ácido gálico/g de extracto seco, respectivamente. Ambas plantas disminuyeron la viabilidad celular a 100 μg/mL y redujeron significativamente la melanina intercelular a 66,25% y 71,1%, respectivamente, en comparación con el ácido kójico (56,63%) a 50 μg/mL. En la misma concentración, Q. inhiboria y T. chebula inhibieron el 65,7% y el 71,2% de actividad tirosinasa, que fueron significativamente diferentes del control (p <0,001).

Conclusiones: Estos hallazgos sugieren que ambas plantas, especialmente Q. infectoria, podrían inhibir la melanogénesis en concentraciones no tóxicas y sería un buen candidato para estudios posteriores.

Palabras Clave: células de melanoma B16/F10; despigmentación; melanina; Quercus infectoria; Terminalia chebula.

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Citation Format: Jamshidzadeh A, Shokri Y, Ahmadi N, Mohamadi N, Sharififar F (2017) Quercus infectoria and Terminalia chebula decrease melanin content and tyrosinase activity in B16/F10 cell lines. J Pharm Pharmacogn Res 5(5): 270–277.
This article has been cited by:
Şenol FS, Şekeroğlu N, Gezici S, Kiliç E, Erdoğan Orhan İ (2018) Neuroprotective potential of the fruit (acorn) from Quercus coccifera L. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 42(2): 82-87. DOI: 10.3906/tar-1711-18

© 2017 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Anti-inflammatory effect of amitriptyline

J Pharm Pharmacogn Res 5(3): 144-155, 2017.

Original Article | Artículo Original

In vitro and in vivo modulation of LPS and carrageenan-induced expression of inflammatory genes by amitriptyline

[Modulación in vitro e in vivo por amitriptilina de la expresión de genes inflamatorios inducidos por LPS y carragenina]

Laleh Rafiee1, Valiollah Hajhashemi2*, Shaghayegh Haghjooy Javanmard3

1Applied Physiology Research Center, Isfahan Cardiovascular Research Institute, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
2Department of Pharmacology and Toxicology, Isfahan Pharmaceutical Sciences Research Center, School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.
3Applied Physiology Research Center, Isfahan Cardiovascular Research Institute and Department of Physiology, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.

*E-mail: vhajhashemi@gmail.com

Abstract

Context: Amitriptyline, a tricyclic antidepressant is used for the management of psychological disorders and various types of pain. In the previous work, it is founded that amitriptyline inhibited the migration of polymorphonuclear (PMN) into the site of inflammation.

Aims: To evaluate the effect of amitriptyline on the expression of some inflammatory mediators such as intercellular adhesion molecule (ICAM-1), vascular cell adhesion molecule (VCAM-1), cyclooxygenase 2 (COX2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS).

Methods: An in vitro model system of LPS-stimulated human endothelial cells and U937 macrophages and also in vivo model of carrageenan-induced paw edema in rat were used. The expression of inflammatory mediator genes was determined by qRT-Real-time PCR. In endothelial cells, soluble forms of ICAM-1 and VCAM-1 were quantified by ELISA.

Results: The expression of ICAM-1, VCAM-1, COX2, iNOS, sICAM-1 and sVCAM-1 significantly decreased by amitriptyline. The finding of this study also confirmed that intraperitoneal (i.p.) injection of amitriptyline inhibited carrageenan-induced inflammation in rat paw edema.

Conclusions: The results of the present study provide further evidence for the anti-inflammatory effect of amitriptyline. This effect appears to be mediated by down-regulation of inflammatory genes.

Keywords: amitriptyline; cyclooxygenase 2; inducible nitric oxide synthase; inflammation; intercellular adhesion molecule-1; vascular cell adhesion molecule-1.

Resumen

Contexto: La amitriptilina, un antidepresivo tricíclico, se utiliza para el tratamiento de los trastornos psicológicos y diversos tipos de dolor. En un trabajo anterior se demostró el efecto inhibidor de la amitriptilina sobre la migración de polimorfonucleares (PMN) en el sitio de la inflamación.

Objetivos: Evaluar el efecto de la amitriptilina sobre la expresión de algunos mediadores inflamatorios tales como molécula de adhesión intracelular (ICAM-1), molécula de adhesión celular vascular (VCAM-1), ciclooxigenasa 2 (COX2) y óxido nítrico sintasa inducible (iNOS).

Métodos: Se utilizó un modelo in vitro de células endoteliales humanas estimuladas con LPS y macrófagos U937 y también un modelo in vivo de edema de la pata inducido por carragenina en rata. La expresión de genes mediadores inflamatorios se determinó por PCR qRT-Real-time. En las células endoteliales, las formas solubles de ICAM-1 y VCAM-1 se cuantificaron por ELISA.

Resultados: La expresión de ICAM-1, VCAM-1, COX2, iNOS, sICAM-1 y sVCAM-1 disminuyó significativamente por la amitriptilina. También se confirmó que la amitriptilina intraperitoneal (i.p.) inhibió la inflamación inducida por carragenina en el edema de la pata de la rata.

Conclusiones: Los resultados de este estudio proporcionan evidencia adicional para el efecto antiinflamatorio de la amitriptilina. Este efecto parece estar mediado por la regulación hacia abajo de los genes inflamatorios.

Palabras Clave: amitriptilina; ciclooxigenasa 2; inflamación; molécula de adhesión celular vascular-1; molécula de adhesión intracelular-1; óxido nítrico sintasa inducible.

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Citation Format: Rafiee L, Hajhashemi V, Haghjooy Javanmard S (2017) In vitro and in vivo modulation of LPS and carrageenan-induced expression of inflammatory genes by amitriptyline. J Pharm Pharmacogn Res 5(3): 144-155.

© 2017 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Antibiotics, cytokine production and cross-talk with cancer cells

J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 134-143, 2016.

Original Article | Artículo Original

The effect of antibiotics on cytokine production by mononuclear cells and the cross-talk with colon cancer cells

[Efecto de antibióticos sobre la producción de citocinas por células mononucleares y la interacción con células de cáncer de colon]

Meir Djaldetti1*, Nimrod Nachmias2, Hanna Bessler1

1Laboratory for Immunology and Hematology Research, 2Department of Orthopedics, Rabin Medical Center, Hasharon Hospital, 7, Keren Kayemet St Petah Tiqva, and the Sackler School of Medicine, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Israel.

*E-mail: meird@clalit.org.il

Abstract

Context: Antibiotics belong to the powerful weapons applied against microbial infections. It is notable that in addition to their antimicrobial effect they express immunomodulatory and anti-cancer activities.

Aims: To explore the effect of four antibiotics on the immune cross-talk between peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and colon carcinoma cells from two human lines.

Methods: Cefotaxime, meropenem, ampicillin and vancomycin were separately added to PBMC co-incubated with cells from two human colon carcinoma cell lines, i.e. HT-29 and RKO. After 24 hours, the level of the following cytokines produced by PBMC was evaluated: IL-6, IL-1ra, IL-1β, TNFα, IFNγ and IL-10.

Results: All four antibiotics did not affect the generation of IL-6 and IL-1ra in both co-cultures. On the other hand all of them restrained the production of IL-1β by PBMC incubated with HT-29 cells. In the same incubation mixture cefotaxime, vancomycin and meropenem decreased IFNγ and IL-10 production, while ampicillin and vancomycin inhibited TNFα. As for PBMC incubated with RKO carcinoma cells, cefotaxime inhibited the production of IL-1β, IFNγ and mildly of IL-10, whereas vancomycin repressed that of IL-1β, TNFα and IFNγ. Notably, vancomycin increased the production of IL-1β and decreased that of TNFα and IFNγ. The results indicate that the four antibiotics examined exert a modulatory effect on the immune cross-talk between PBMC and human colon cancer cells from two lines expressed by a different impact on pro-and anti-inflammatory cytokines generation.

Conclusions: These findings support the conception that antibiotics may express not only an anti-microbial effect, but also possess an anti-cancer activity that may be considered for integration to the therapeutic arsenal against cancer.

Keywords: Ampicillin; cefotaxime; colon carcinoma cells; cytokines; meropenem; mononuclears; vancomycin.

Resumen

Contexto: Los antibióticos son armas poderosas aplicadas contra las infecciones microbianas. Además de su efecto antimicrobiano expresan actividades inmunomoduladoras y contra el cáncer.

Objetivos: Explorar el efecto de cuatro antibióticos sobre la interacción inmune entre las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) y células de carcinoma de colon de dos líneas humanas.

Métodos: Cefotaxima, meropenem, ampicilina y vancomicina se añadieron por separado a PBMC co-incubadas con células de dos líneas de carcinoma de colon humano (HT-29 y RKO). Después de 24 horas, se evaluaron las concentraciones de las siguientes citocinas producidas por PBMC: IL-6, IL-1ra, IL-1β, TNFα, IFNγ e IL-10.

Resultados: Los cuatro antibióticos no afectaron la generación de IL-6 e IL-1ra en ambos co-cultivos. Por otra parte, todos contuvieron la producción de IL-1β por PBMC incubadas con células HT-29. En la misma mezcla de incubación cefotaxima, vancomicina y meropenem disminuyeron la producción de IFNγ e IL-10, mientras que la ampicilina y vancomicina inhibieron TNFα. Cuando PBMC se incubaron con células RKO, cefotaxima inhibió la producción de IL-1β, IFNγ y ligeramente de IL-10, mientras que la vancomicina reprimió las de IL-1β, TNFα e IFNγ. En particular, la vancomicina aumentó la producción de IL-1β y disminuyó las de TNFα e IFNγ. Los resultados indican que los cuatro antibióticos examinados ejercieron un efecto modulador sobre la interacción inmune entre PBMC y las células de cáncer de colon humano a partir de dos líneas, expresadas por un impacto diferente sobre la generación de citocinas pro- y anti-inflamatorias.

Conclusiones: Estos hallazgos apoyan la idea de que los antibióticos pueden presentar no sólo un efecto anti-microbiano, también poseen una actividad anti-cancerígena que pudiera ser considerada para la integración de éstos al arsenal terapéutico contra el cáncer.

Palabras Clave: Ampicilina; cefotaxima; células de carcinoma de colon; citocinas; meropenem; mononucleares; vancomicina.

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Citation Format: Meir Djaldetti, Nimrod Nachmias, Hanna Bessler (2016) The effect of antibiotics on cytokine production by mononuclear cells and the cross-talk with colon cancer cells. J Pharm Pharmacogn Res 4(4): 134-143.
This article has been cited by:
Krishnananthasivam S, Jayathilaka N, Sathkumara HD, Corea E, Natesan M, De Silva AD (2017) Host gene expression analysis in Sri Lankan melioidosis patients. PLoS Negl Trop Dis 11(6): e0005643. DOI: 10.1371/journal.pntd.0005643
Krishnananthasivam S, Sathkumara HD, Corea E, Natesan M, De Silva AD (2017) Gene expression profile of human cytokines in response to Burkholderia pseudomallei infection. mSphere 2: e00121-17. DOI: 10.1128/mSphere.00121-17

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Genotoxicity in occupational exposure to antineoplastic drugs

J Pharm Pharmacogn Res 4(3): 122-133, 2016.

Original Article | Artículo Original

Genotoxicity biomarkers for monitoring occupational exposure to antineoplastic drugs

[Biomarcadores de genotoxicidad para el monitoreo de la exposición ocupacional a fármacos antineoplásicos]

Hilda M. Rodríguez-Montero1, Esther Argote-Pelegrino2, Adriana Díaz-Curbelo3, Elizabeth B. Cuétara-Lugo1*

1Institute of Oncology and Radiobiology of Cuba. 29 y F, Vedado CP 10400. La Habana. Cuba.
2Cuban Society of Veterinary. Paseo e/ 23 y 25, Vedado CP 10400. La Habana. Cuba
3Centro of Applied Technologies and Nuclear Development. 30 y 5ta Avenida. Miramar. Playa. La Habana. Cuba.
Abstract

Context: The Institute of Oncology and Radiobiology (INOR) is the leading institution for the diagnosis, treatment and follow-up of cancer in Cuba. The main methods used in cancer treatment are surgery, radiotherapy and chemotherapy. The last one involves the handling of hazardous substances, such as cytostatics, which implies a health risk to persons occupationally exposed to it. There are two sites where a considerable among of cytostatic is handled (Ambulatory Chemotherapy Room (ACR) and the Central Unit of Cytostatic Mixture Preparation (CUCM)). Genotoxicity biomarkers of exposure and effects have been widely used to detect occupational environment hazards.

Aims: To evaluate genotoxicity biomarkers indicative of exposure and effects to cytostatics.

Methods: In this study were tested samples taken from the surfaces of biological safety cabinets located in the Central Unit of Cytostatic Mixture using SOS – Chromotest. We also evaluated samples of oral mucosa exfoliated cells from exposed and control subjects, by micronucleus test.

Results: All subjects were exposed and subjects who administered the mixes in the institution had an increased of DNA damage in comparison with the pharmaceutical staff that prepared it and wear the primary protection barriers properly.

Conclusions: These results underline the efficiency of genotoxicological biomarkers in detecting the exposure levels and the deleterious effect of cytostatics on occupationally exposed personal.

Keywords: Biosafety; cytostatic handling; micronucleus test; occupational health; SOS Chromotest.

Resumen

Contexto: El Instituto de Oncología y Radiobiología (INOR) es la institución líder en el diagnóstico, tratamiento y seguimiento del cáncer en Cuba. Los principales métodos usados en el tratamiento son: la cirugía, la radio y quimioterapias. Esta última involucra el manejo de sustancias peligrosas, como los son los citostáticos que implican un riesgo a la salud de las personas que lo manipulan. Existen dos sitios donde se manipulan grandes volúmenes de estas sustancias la Sala de Quimioterapia Ambulatoria (ACR) y la Unidad Central de Mezclas Citostáticas (CUMC). Los marcadores de genotoxicidad han sido ampliamente empleados para detectar peligros en el ambiente laboral.

Objetivos: Evaluar biomarcadores de genotoxicidad indicativos de exposición y efecto a citostáticos.

Métodos: Las investigaciones farmacognósticas y fitoquímicas se llevaron a cabo en relación con los parámetros macroscópicos, microscópicos y fitoquímicos preliminares.

Resultados: Se evaluaron muestras tomadas de las superficies de las cabinas de seguridad biológica de la CUCM usando el SOS – Chromotest. También se evaluaron muestras de células exfoliadas de la mucosa bucal de sujetos expuestos y controles mediante el ensayo de micronúcleos.

Conclusiones: Estos resultados ponen de manifiesto la eficacia de los biomarcadores genotoxicológicos en la detección de los niveles de exposición y el efecto nocivo de los citostáticos en el personal expuesto ocupacionalmente.

Palabras Clave: Bioseguridad; ensayo SOS; manejo de citostáticos; prueba de micronúcleos; salud ocupacional.

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Citation Format: Hilda M. Rodríguez-Montero, Esther Argote-Pelegrino, Adriana Díaz-Curbelo, Elizabeth B. Cuétara-Lugo (2016) Genotoxicity biomarkers for monitoring occupational exposure to antineoplastic drugs. J Pharm Pharmacogn Res 4(3): 122-133.
This article has been cited by:
Rodríguez Montero HM, Reyes Reyes E, Escalante Leyva T, Correa Águila R, Torres Valle A, Cuétara-Lugo EB (2018) Monitoreo de seguridad ocupacional en el manejo de citostáticos [Biosafety of citostatic drug handling]. J Pharm Pharmacogn Res 6(6): 433–447. Website

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Cytotoxicity of 1-O-undecylglycerol in melanoma

J Pharm Pharmacogn Res 4(2): 84-94, 2016.

Original Article | Artículo Original

Selective cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in human melanoma cells

[Efecto citotóxico selectivo del 1-O-undecilglicerol en células de melanoma humano]

Marian Hernández-Colina1*, Alberto Martín Cermeño1, Alexis Díaz García2

1Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de la Habana, Calle 222, No. 2317, entre 23 y 31, La Coronela, La Lisa, CP 13600, La Habana, Cuba.
2Laboratorios de Producciones Biofarmacéuticas y Químicas (LABIOFAM). Ave. Boyeros Km 16½, Rpto. Mulgoba, Boyeros, La Habana, Cuba.
Abstract

Context: 1-O-alkylglycerols are ether-linked glycerols derived from shark liver oil and found in small amounts in human milk. Previous studies showed antineoplastic activity for this family of compounds, structurally related to alkylphospholipids, but the activity of linear chain synthetic alkylglycerols in cancer cell lines is less documented. Melanoma is a high incidence cancer, highly resistant to potential treatments. Finding new anti-cancer compounds to improve melanoma prognosis is a relevant research issue.

Aims: To study the cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in primary cultured normal fibroblasts and A375 human melanoma cell line.

Methods: Cells were treated with different concentrations of 1-O-undecylglycerol and viability assessed by MTT assay. Morphological changes were visualized by DAPI and acridine orange-ethidium bromide staining. Mitochondrial membrane potential was evaluated, and gene expression of P53 and BcL-2 was semi-quantified.

Results: 1-O-undecylglycerol decreased viability of A375 cells and exerted very low cytotoxicity on primary cultured normal fibroblasts. Necrosis appeared in A375 cells but not in fibroblasts, and no apoptotic changes were visualized in DAPI staining experiments. After 24 h fibroblasts and melanoma cells developed mitochondrial potential changes similar to valinomycin. The gene expression of P53 and BcL-2 decreased in treated cells.

Conclusions: 1-O-undecylglycerol exhibited selective cytotoxic activity in A375 melanoma cells when compared with primary cultured fibroblast. Its toxicity is mediated by necrosis that may be related with mitochondrial events and decrease in P53 and BcL-2 expression. The results suggest that UDG could be a useful strategy to combine with other chemotherapeutic agents in melanoma treatment.

Keywords: Alkylglycerols, cytotoxicity, melanoma, primary cultured fibroblasts.

Resumen

Contexto: Los 1-O-alquilgliceroles son éteres presentes en el aceite de hígado de tiburón y en la leche materna. Han mostrado actividad antineoplásica, pero está poco documentada para alquilgliceroles sintéticos de cadena lineal. La búsqueda de nuevos antitumorales para mejorar el pronóstico del melanoma resulta relevante, debido a su alta incidencia y resistencia.

Objetivos: Estudiar el efecto citotóxico del 1-O-undecilglicerol en cultivo primario de fibroblastos normales y la línea celular A375 de melanoma humano.

Métodos: En células tratadas con diferentes concentraciones de 1-O-undecilglicerol se monitoreó la viabilidad mediante ensayo con MTT. Los cambios morfológicos se visualizaron por tinción con DAPI y naranja acridina- bromuro de etidio. Se evaluó el potencial de membrana mitocondrial, y se semi-cuantificó la expresión de los genes P53 y BcL-2.

Resultados: El 1-O-undecilglicerol redujo la viabilidad de las células A375, y ejerció poca citotoxicidad en el cultivo primario de fibroblastos normales. Ocurrió necrosis en las células A375 pero no en los fibroblastos, y no se visualizaron cambios apoptóticos en la tinción con DAPI. Luego de 24 h ambas células desarrollaron cambios en el potencial de membrana mitocondrial similar a la valinomicina, y disminuyó la expresión de los genes p53 y BcL-2.

Conclusiones: El 1-O-undecilglicerol mostró actividad citotóxica selectiva en células A375 al compararlo con cultivo primario de fibroblastos humanos. Su toxicidad es mediada por necrosis, probablemente por eventos mitocondriales y disminución en la expresión de P53 y BcL-2. Ello sugiere que el 1-O-undecilglicerol pudiera ser útil en combinación con otros quimioterapéuticos en el tratamiento del melanoma.

Palabras Clave: Alquilgliceroles, citotoxicidad, cultivo primario de fibroblastos melanoma, necrosis.

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Citation Format: Marian Hernández-Colina, Alberto Martín Cermeño, Alexis Díaz García (2016) Selective cytotoxic effect of 1-O-undecylglycerol in human melanoma cells. J Pharm Pharmacogn Res 4(2): 84-94.

© 2016 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)