Subchronic toxicity studies of cocoa pod husk pectin

J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 271-284, 2018.

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Subchronic toxicity studies of cocoa pod husk pectin intended as a pharmaceutical excipient in Sprague Dawley rats

[Estudios de toxicidad subcrónica de la pectina de la cáscara de la vaina de cacao destinada a ser un excipiente farmacéutico en ratas Sprague Dawley]

Ofosua Adi-Dako1, 2, Kwabena Ofori-Kwakye1*, Kennedy K.E. Kukuia3, Jerry Asiedu-Larbi4, Alexander Nyarko3, Doris Kumadoh4, Christina Osei-Asare5

1Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, College of Health Sciences, Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST), PV Obeng Avenue, Tackie Building, PMB, Kumasi, Ghana.
2Department of Pharmaceutics and Microbiology, University of Ghana School of Pharmacy, Volta Road, Tetteh Larway Building, GA-490-8344, Legon, Accra, Ghana.
3Department of Pharmacology and Toxicology, University of Ghana School of Pharmacy, Volta Road, Tetteh Larway Building, GA-490-8344, Legon, Accra, Ghana.
4Centre for Plant Medicines Research, N4 Mampong, E2-0606-1025, N4, Mampong-Akuapem, Ghana.
5Department of Pharmaceutical Science, Central University, Central University College Road, GN-0370-4944, Miotso, Ghana.

*E-mail: kokwakye.pharm@knust.edu.gh

Abstract

Context: Excipients play a key role in the quality of medicines and contribute to viable delivery systems. This has intensified the search for new natural polymer pharmaceutical excipients. Cocoa pod husks (CPHs) are a rich source of pectin. A study of CPH pectin showed that it possesses the requisite physicochemical properties to be employed as a multi-functional pharmaceutical excipient.  However, the safety of this natural polymer has not been evaluated.

Aims: To conduct sub-chronic toxic effects of CPH pectin in Sprague Dawley rats to assess its safety as a pharmaceutical grade excipient.

Methods: CPH pectin at doses of 0.714, 7.14, and 71.4 mg/kg were administered to male and female Sprague-Dawley rats by oral gavage over a 90-day period. Parameters assessed were food and water intake, urinalysis, serum biochemistry, wet organ weights, histopathology and pentobarbital-induced sleeping time.

Results: CPH pectin at the orally administered doses had no significant effects on feed and water intake nor on biochemical parameters, except elevations in alkaline phosphatase at the medium and high dose in the female rat. There were also reductions in creatine kinase in both male and female rats at the medium dose after 60 days, suggesting a potential cardioprotective effect of CPH pectin.

Conclusions: There were no adverse effects of CPH pectin on the kidneys, wet organ weights and histopathology of the rat tissues. Subchronic administration of cocoa pod husk pectin therefore, has no significant toxic effects.

Keywords: histopathology; oral gavage; pectin; pharmaceutical excipient; Theobroma cacao.

Resumen

Contexto: Los excipientes desempeñan un papel clave en la calidad de los medicamentos y contribuyen a sistemas de administración viables. Esto ha intensificado la búsqueda de nuevos excipientes farmacéuticos de polímeros naturales. Las cáscaras de vainas de cacao (CPH) son una rica fuente de pectina. Un estudio de CPH pectina mostró que posee las propiedades fisicoquímicas requeridas para emplearse como un excipiente farmacéutico multifuncional. Sin embargo, la seguridad de este polímero natural no ha sido evaluada.

Objetivos: Evaluar los efectos tóxicos subcrónicos de la pectina CPH en ratas Sprague Dawley para valorar su seguridad como un excipiente de grado farmacéutico.

Métodos: Se administró pectina CPH a dosis de 0,714; 7,14 y 71,4 mg/kg a ratas Sprague-Dawley machos y hembras por sonda oral durante un período de 90 días. Los parámetros evaluados fueron la ingesta de agua y alimentos, el análisis de orina, la bioquímica sérica, el peso de los órganos húmedos, la histopatología y el tiempo de sueño inducido por pentobarbital.

Resultados: La pectina CPH, en las dosis administradas por vía oral, no tuvo efectos significativos en la ingesta de alimento y agua ni en los parámetros bioquímicos, excepto las elevaciones de la fosfatasa alcalina a la dosis media y alta en las ratas hembras. También hubo reducciones en la creatina cinasa en ratas machos y hembras en la dosis media después de 60 días, lo que sugiere un posible efecto cardioprotector de la pectina CPH.

Conclusiones: No hubo efectos adversos de la pectina CPH en los riñones, el peso de los órganos húmedos y la histopatología de los tejidos de la rata. Por lo tanto, la administración subcrónica de la pectina de la cáscara de la vaina de cacao no tiene efectos tóxicos significativos.

Palabras Clave: excipiente farmacéutico; histopatología; pectina; sonda nasogástrica; Theobroma cacao.

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Citation Format: Adi-Dako O, Ofori-Kwakye K, Kukuia KKE, Asiedu-Larbi J, Nyarko A, Kumadoh D, Osei-Asare C (2018) Subchronic toxicity studies of cocoa pod husk pectin intended as a pharmaceutical excipient in Sprague Dawley rats. J Pharm Pharmacogn Res 6(4): 271–284.

© 2018 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)