Category Archives: Alternative Methods

Metal bioaccesibility from Spirulina supplements

Alternative Methods, Analytical Chemistry, Biopharmacy, Contamination, Extraction methods, Nutrition, Optimization
J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 422-433, 2020.

Original Article

Bioaccessibility studies of Fe, Cu and Zn from Spirulina dietary supplements with different excipient composition and dosage form

[Estudios de bioaccesibilidad de Fe, Cu y Zn de suplementos dietarios de espirulina con diferente composición de excipiente y forma de dosificación]

María V. Principe1,2, Isis S. Permigiani1, María C. Della Vedova1, Elisa Petenatti2,3, Pablo Pacheco1*, Raúl A. Gil1

1Laboratorio de Espectrometría de Masas – Instituto de Química de San Luis (CCT-San Luis) – Universidad Nacional de San Luis. Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
2Área de Farmacognosia, Departamento de Farmacia, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia – Universidad Nacional de San Luis. Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
3Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas – IMIBIO – Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
Abstract

Context: The cyanobacteria Spirulina is a food supplement according to its high nutritional value. However, the bioaccesibility (Bac) of nutrients like Fe, Cu and Zn from Spirulina can be affected by excipients and formulations of supplements.

Aims: To evaluate the Bac of Fe, Cu and Zn from different commercial presentations of Spirulina-based dietary supplements according to excipients and formulations.

Methods: Microscopic studies were performed to study Spirulina content in dietary supplements. Total Fe, Cu and Zn concentrations were determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). Bac was calculated as the ratio between total metal concentration and the metal concentration after in vitro gastrointestinal digestion.

Results: The Spirulina fragments concentration in the analyzed dietary supplements were different, corresponding to 2.21 × 109 – 4.46 × 109 cell fragments/g (p = 0.021; 95% confidence).  Fe, Cu and Zn concentrations in Spirulina dietary supplements ranged from 63 ± 1 – 1066 ± 7 µg/g, 1.8 ± 0.1 – 187.9 ± 1.9 µg/g and 3.0 ± 0.3 – 57.3 ± 0.6 µg/g, respectively. Fe, Cu and Zn Bac were higher in the intestinal digestion stage in samples with high Spirulina count. Fe Bac was lower in tablets. Cu Bac was higher in the oral phase rather than the intestinal phase when Cu is present in excipients and not in Spirulina. Zn Bac decreases when Mg stearate is introduced as an excipient.

Conclusions: The Bac of Fe, Cu, and Zn from Spirulina dietary supplements showed to be affected by excipients composition and by the solid dosage form. The different commercial presentations of Spirulina affect their nutritional value.

Keywords: bioaccessibility; dietary supplements; excipients; metal accumulation; ICP-DRC-MS; in vitro digestion; Spirulina.

Resumen

Contexto: La cianobacteria espirulina es un complemento alimenticio según su alto valor nutricional. Sin embargo, la bioaccesibilidad (Bac) de nutrientes como Fe, Cu y Zn de la espirulina puede verse afectada por los excipientes y las formulaciones de suplementos.

Objetivos: Evaluar la Bac de Fe, Cu y Zn de diferentes presentaciones comerciales de suplementos dietéticos basados en espirulina de acuerdo con excipientes y formulaciones.

Métodos: Se realizaron estudios microscópicos para estudiar el contenido de espirulina en suplementos dietéticos. Las concentraciones totales de Fe, Cu y Zn se determinaron por espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Bac se calculó como la relación entre la concentración de metal total y la concentración de metal después de la digestión gastrointestinal in vitro.

Resultados: La concentración de fragmentos de espirulina en los suplementos dietéticos analizados fue diferente, correspondiendo a 2.21 × 109 – 4.46 × 109 fragmentos de células/g (p = 0.021; 95% de confianza). Las concentraciones de Fe, Cu y Zn en los suplementos dietéticos de espirulina variaron entre 63 ± 1 – 1066 ± 7 µg/g, 1.8 ± 0.1 – 187.9 ± 1.9 µg/g y 3.0 ± 0.3 – 57.3 ± 0.6 µg/g, respectivamente. Bac de Fe, Cu y Zn fueron mayores en la etapa de digestión intestinal en muestras con un alto recuento de espirulina. Bac de Fe fue menor en tabletas. Bac de Cu fue mayor en la fase oral que en la fase intestinal cuando Cu está presente en los excipientes y no en la espirulina. Bac de Zn disminuye cuando se introduce estearato de Mg como excipiente.

Conclusiones: La Bac de Fe, Cu y Zn de los suplementos dietéticos de espirulina se vio afectado por la composición de los excipientes y por la forma de dosificación sólida. Las diferentes presentaciones comerciales de espirulina afectan su valor nutricional.

Palabras Clave: acumulación de metales; bioaccesibilidad; digestión in vitro; espirulina; excipientes; ICP-DRC-MS; suplementos dietarios.

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Citation Format: Principe MV, Permigiani IS, Della Vedova MC, Petenatti E, Pacheco P, Gil RA (2020) Bioaccessibility studies of Fe, Cu and Zn from Spirulina dietary supplements with different excipient composition and dosage form. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 422–433.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

HPLC/MS analysis of ethylenediaminetetraacetic acid

Alternative Methods, Analytical Chemistry, Pharmaceutical Science, Pharmaceutical Technology, Validation
J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 299-307, 2020.

Original Article

Rapid qualitative and quantitative HPLC/MS analysis of ethylenediaminetetraacetic acid in a pharmaceutical product without prior sample preparation

[Rápido análisis cualitativo y cuantitativo por HPLC/MS del ácido etilendiaminotetraacético en un producto farmacéutico sin preparación previa de la muestra]

Stanislav V. Yefimov*

Pharmetric Laboratory, 11880 28th St N #210, 33716, St. Petersburg, FL, United States of America.
Abstract

Context: Sodium calcium ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) is used to bind metal ions in the practice of chelation therapy, such as treating mercury and lead poisoning. This therapy is used to treat the complication of repeated blood transfusions, as would be applied to treat thalassemia. The work is devoted to the analysis of EDTA in pharmaceutical products.

Aims: To develop and validate a fast method for qualitative and quantitative estimation of EDTA in pharmaceutical products without derivatization.

Methods: The Agilent 6125 C SQ LS/MS instrument was used. Mass Spectrometer was chosen to detect EDTA directly without derivatization and any preliminary sample preparation.

Results: The method was validated in accordance with International Conference on Harmonization guidelines. Total run time was 1.0 min. EDTA was eluted with a retention time of 0.23 ± 0.01 min. The limit of detection was 0.09 μg EDTA. Recovery varied from 100 to 113% and the relative standard deviation varied from 0 to 6%. In positive Electrospray ionization mode, the spectra showed the predominant signals at m/z of 293.2 which corresponds to cation (EDTAH+) and 315.2, which corresponds to cation (EDTANa+).

Conclusions: The developed HPLC/MS method for the determination of EDTA in pharmaceutical preparations containing various other ingredients, including excipients (NaOH and benzyl alcohol), was validated for linearity, accuracy/recovery, precision and selectivity, as well as low detection limit and quantification. The method provides a fast, simple, sensitive and reproducible means of determining the pharmaceutical compositions of EDTA without derivatization and prior sample preparation.

Keywords: EDTA disodium; LC/MS; RP-HPLC; validation.

Resumen

Contexto: El ácido etilendiaminotetraacético de sodio y calcio (EDTA) se usa para unir iones metálicos en la práctica de la terapia de quelación, como el tratamiento del envenenamiento por mercurio y plomo. Esta terapia se usa para tratar las complicaciones de las transfusiones de sangre repetidas, como se aplicaría para tratar la talasemia. El trabajo está dedicado al análisis de EDTA en productos farmacéuticos.

Objetivos: Desarrollar y validar un método rápido para la estimación cualitativa y cuantitativa del ácido etilendiaminotetraacético en productos farmacéuticos sin derivatización.

Métodos: Se utilizó el instrumento Agilent 6125 C SQ LS/MS. Se eligió el espectrómetro de masas para detectar EDTA directamente sin derivatización y cualquier preparación de muestra preliminar.

Resultados: El método fue validado de acuerdo con las pautas de la Conferencia Internacional sobre Armonización. El tiempo total de ejecución fue de 1,0 min. El EDTA se eluyó con un tiempo de retención de 0,23 ± 0,01 min. El límite de detección fue de 0,09 μg de EDTA. La recuperación varió del 100 al 113% y la desviación estándar relativa varió del 0 al 6%. En el modo positivo de ionización por Electrospray, los espectros mostraron las señales predominantes a m/z de 293,2 que corresponde al catión (EDTAH+) y 315,2, que corresponde al catión (EDTANa+).

Conclusiones: El método desarrollado por HPLC/MS para la determinación de EDTA en preparaciones farmacéuticas que contienen varios otros ingredientes, incluidos los excipientes (NaOH y alcohol bencílico), fue validado para linealidad, precisión/recuperación, precisión y selectividad, así como bajo límite de detección y cuantificación. El método proporciona un medio rápido, simple, sensible y reproducible para determinar las composiciones farmacéuticas de EDTA sin derivatización y preparación previa de la muestra.

Palabras Clave: EDTA disódico; LC/MS; RP-HPLC; validación.

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Citation Format: Yefimov SV (2020) Rapid qualitative and quantitative HPLC/MS analysis of ethylenediaminetetraacetic acid in a pharmaceutical product without prior sample preparation. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 299–307.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Quercetin-PVP K30 spray dried solid dispersion

Alternative Methods, Analytical Chemistry, Flavonoids, Pharmaceutical Technology, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 127-134, 2020.

Original Article

Preparation and characterization of quercetin-polyvinylpyrrolidone K-30 spray dried solid dispersion

[Preparación y caracterización de dispersión sólida de quercetina-polivinilpirrolidona K-30 secada por rociado]

Febriyenti, Peki Indra, Erizal Zaini, Friardi Ismed, Henny Lucida*

Faculty of Pharmacy, Andalas University, Padang, 25163, Indonesia.
Abstract

Context: The use of quercetin as a potential active pharmaceutical ingredient is limited by low aqueous solubility leading to low bioavailability. A spray-dried solid dispersion technique is used to increase the solubility and dissolution profiles of quercetin.

Aims: To prepare and characterize quercetin solid dispersion using polyvinylpyrrolidone (PVP) K-30.

Methods: Solid dispersions (SDs) were prepared by spray drying technique at quercetin/PVP K-30 ratios of 10/90, 20/80, 30/70, 40/60 and 50/50. A physical mixture of quercetin/PVP K-30 (50/50) and pure quercetin were used as comparisons. The SDs were characterized by powder X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier-transform IR (FTIR) spectroscopy, solubility and dissolution studies. The effect of the drug/polymer ratio on the solubility of quercetin was also studied.

Results: Quercetin SDs appeared as amorphous form as confirmed by XRD. Quercetin was better dispersed as the drug/polymer ratio decreased. SD with ratio 10/90 showed regular spherical particles in the size range of 0-35 µm. The solubility of quercetin increased with decreasing drug/polymer ratio. Preparation of SDs influence the solubility significantly (p<0.01). The increase in solubility is probably due to a hydrogen bond between quercetin and PVP K30 as confirmed by FTIR spectra. SD with ratio 10/90 showed a high dissolution rate (95.12 ± 1.83%) within 120 min in comparison to pure quercetin (19.37 ± 0.58%) or physical mixture (37.85 ± 0.85%).

Conclusions: Preparation of quercetin SDs with PVP K30 by spray drying technique results in amorphous spherical particles. There was an increase in solubility and percent dissolved with a decrease in drug/polymer ratio.

Keywords: dissolution profile; polyvinylpyrrolidone; quercetin; solid dispersion; solubility.

Resumen

Contexto: El uso de quercetina como un ingrediente farmacéutico activo potencial está limitado por una baja solubilidad acuosa que conduce a una baja biodisponibilidad. Se utiliza una técnica de dispersión sólida secada por pulverización para aumentar los perfiles de solubilidad y disolución de la quercetina.

Objetivos: Preparar y caracterizar la dispersión sólida de quercetina usando polivinilpirrolidona (PVP) K-30.

Métodos: Las dispersiones sólidas (SD) se prepararon mediante una técnica de secado por pulverización en proporciones de quercetina/PVP K-30 de 10/90, 20/80, 30/70, 40/60 y 50/50. Una mezcla física de quercetina/PVP K-30 (50/50) y quercetina pura se utilizaron como comparaciones. Las SD se caracterizaron por difracción de rayos X en polvo (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía IR de transformada de Fourier (FTIR), estudios de solubilidad y disolución. También se estudió el efecto de la relación fármaco/polímero sobre la solubilidad de la quercetina.

Resultados: Las SD de quercetina aparecieron como una forma amorfa según lo confirmado por XRD. La quercetina se dispersó mejor a medida que disminuyó la relación fármaco/polímero. SD con relación 10/90 mostró partículas esféricas regulares en el rango de tamaño de 0-35 μm. La solubilidad de la quercetina aumentó al disminuir la relación fármaco/polímero. La preparación de SD influye significativamente en la solubilidad (p<0,01). El aumento en la solubilidad probablemente se deba a un enlace de hidrógeno entre la quercetina y PVP K30 según lo confirmado por los espectros FTIR. La SD con una relación 10/90 mostró una alta velocidad de disolución (95,12 ± 1,83%) en 120 minutos en comparación con la quercetina pura (19,37 ± 0,58%) o la mezcla física (37,85 ± 0,85%).

Conclusiones: La preparación de SD de quercetina con PVP K30 mediante la técnica de secado por pulverización da como resultado partículas esféricas amorfas. Hubo un aumento en la solubilidad y porcentaje disuelto con una disminución en la relación fármaco/polímero.

Palabras Clave: dispersión sólida, perfil de disolución; polivinilpirrolidona, quercetina, solubilidad.

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Citation Format: Febriyenti, Indra P, Zaini E, Ismed F, Lucida H (2020) Preparation and characterization of quercetin-polyvinylpyrrolidone K-30 spray dried solid dispersion. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 127–134.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Solubilidad de JM-20: molécula con acción neuroprotectora

Alternative Methods, Analytical Chemistry, Drug Design and Action
J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 117-126, 2020.

Original Article

Solubilidad de equilibrio usando el método de agitación de matraces saturados de JM-20: molécula sintética con acción neuroprotectora

[Equilibrium solubility using shake-flask method of JM-20: a synthetic molecule with neuroprotective action]

Luis O. Martínez Álvarez1*, Pedro L. Alejo Cisneros1, Rionaldo Forte Mesa1, Livania Quiñones Hinojosa1, Abel Mondelo Rodríguez1, Lisandra García Borges1, Hugo Guerra Menéndez1, Ángela Tuero Iglesias1, Estael Ochoa Rodríguez2, Miguel A. Cabrera Pérez3

1Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. Ave 26, No. 1605, entre Boyeros y Puentes Grandes, C.P. 10600, La Habana, Cuba.
2Facultad de Química, Universidad de La Habana. Zapata s/n entre G y Carlitos Aguirre, C.P. 10400, La Habana, Cuba.
3Centro de Bioactivos Químicos, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Carretera a Camajuaní Km 5 ½ , Santa Clara, Villa Clara, C.P.54830, Cuba.
Abstract

Context: Drug solubility is one of the most important physicochemical properties for the development of new pharmaceutical products, which, in our study, is a new synthetic molecule, which has been shown to have a potential neuroprotective effect in rat.

Aims: To evaluate the equilibrium solubility of JM-20 within the physiological pH range and aqueous chemical stability.

Methods: It was performed at pH 1.2, 4.5 and 6.8 at 37 ± 0.5°C for 27 h by the method of the saturated flasks. HPLC and FTIR were used for the study of aqueous stability and to evaluate the molecular structure of the non-ionized fraction by DSC/TGA.

Results: Concentrations calculated at pH 1.2 were higher than at pH 4.5 and pH 6.8. A retention time greater than pH 4.5 and 6.8 after 24 h was detected in the aqueous stability study at pH 1.2, in addition to other peaks in these chromatograms. Analyses by FT-IR and DSC/TGA demonstrated the absence of polymorphism in the dissociated fraction of saturated solutions.

Conclusions: The JM-20 presented at 6 hours its maximum steady state of solubility, being inferior to pH 4.5 and 6.8. It is corroborated by the qualitative analysis by HPLC, that the compound is chemically unstable from 24 h to pH 4.5 and 6.8. By FT-IR and DSC/TG it was elucidated that the fractions of the molecule not dissociated, did not undergo structural changes in it, and it is inferred that there is no polymorphism.

Keywords: polymorphs; saturation shake-flask method; solubility.

Resumen

Contexto: La solubilidad en fármacos es una de las propiedades fisicoquímicos más importantes para el desarrollo de nuevos productos farmacéuticos que, en nuestro estudio, se trata de una nueva molécula sintética que ha demostrado tener un efecto neuroprotector potencial en ratas.

Objetivos: Evaluar la solubilidad de equilibrio de JM-20 dentro del rango de pH fisiológico y la estabilidad química acuosa.

Métodos: Se realizó a pH 1,2; 4,5 y 6,8 a 37 ± 0,5°C por 27 h por el método de los matraces saturados. Para el estudio de la estabilidad acuosa se empleó HPLC y FTIR y para evaluar la estructura molecular de la fracción no ionizada DSC/TGA.

Resultados: Las concentraciones calculadas a pH 1,2 fueron mayores que a pH 4,5 y pH 6,8. En el estudio de estabilidad acuosa a pH 1.2 se detectó un tiempo de retención mayor que a pH 4,5 y 6,8 después de las 24 h, además de detectarse otros picos en dichos cromatogramas. Los análisis por FT-IR y DSC/TGA demostraron la ausencia de polimorfismo en las fracciones no disociadas de las soluciones saturadas.

Conclusiones: El JM-20 presentó a las 6 horas su máximo estado estacionario de solubilidad, siendo inferiores a pH 4,5 y 6,8. Se corroboró por el análisis cualitativo por HPLC, que la molécula es inestable químicamente a partir de las 24 h a pH 4,5 y 6,8. Por FT-IR y DSC/TG se elucidó que las fracciones de la molécula no disociada no sufrieron cambios estructurales en ella, y se infiere que no hay polimorfismo.

Palabras Clave: matraces saturados; polimorfismos; solubilidad.

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Citation Format: Martínez LO    , Alejo P, Forte R, Quiñones L, Mondelo A, García L, Guevara H, Tuero A, Ochoa E, Cabrera MA (2020) Solubilidad de equilibrio usando el método de agitación de matraces saturados de JM-20: molécula sintética con acción neuroprotectora. [Equilibrium solubility using shake-flask method of JM-20: a synthetic molecule with neuroprotective action]. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 117–126.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Acute toxicity of Lansium domesticum

Alternative Methods, Herbal Medicine, Medicinal Plants, Preclinical Research, Toxicology, Traditional Medicine
J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 105-116, 2020.

Original Article

Acute toxicity of ethanolic extract of Lansium domesticum cv kokossan leaves in female Wistar rats

[Toxicidad aguda del extracto etanólico de hojas de Lansium domesticum cv kokossan en ratas Wistar hembras]

Tri Mayanti1*, Dadan Sumiarsa1, Madihah2, Deden Indra Dinata3, Darwati1, Desi Harneti1, Shabarni Gaffar1, Nurlelasari1, Jamaludin Al Anshori1

1Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Padjadjaran, Jl. Raya Bandung Sumedang, km.21 Jatinangor West Java 45363, Indonesia.
2Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Universitas Padjadjaran, Jl. Raya Bandung Sumedang, km. 21 Jatinangor West Java 45363, Indonesia.
3Faculty of Pharmacy, School of Bandung Pharmacy Bhakti Kencana, Jl. Soekarno Hatta No. 754, Cipadung Kidul, Bandung, West Java 40614 Indonesia.
Abstract

Context: Lansium domesticum Corrêa is a higher plant belonging to Meliaceae family and widely distributed in South East Asia. The leave extract of Lansium domesticum cv kokossan contains 9,19-cyclolanost-24-en-3-one,21,23-epoxy-21,22-dihydroxy (21R, 22S, 23S), which has shown a strong cytotoxic activity (IC50 = 1.13 ppm) against MCF-7 breast cancer cells.

Aims: To evaluate the acute toxicity of ethanol extract of L. domesticum cv kokossan leaves in female Wistar rats.

Methods: Acute oral toxicity test was done based on OECD 425:2006 guidelines, consisting of a limit and main tests. The limit test was conducted at a dose of 5000 mg/kg, whereas the main test consisted of ten treatments, including control, with five replications each.

Results: The results showed a strong negative correlation between dose of the extract and the weight gain of tested animals (r = -0.93). The administration of the extract increased the relative weight of organs, i.e. liver and brain, only at a high dose. Histopathological examination showed an increasing of necrotic cells as well as disruption of tissue architectural of all organs in a dose-dependent manner. However, the toxic signs and organ damage did not show significantly different compared to control. The LD50 value estimated by Probit analysis was 16538.49 mg/kg BW for ethanol extract, which categorized as relatively harmless.

Conclusions: The data obtained from this study revealed that the ethanolic extract of L. domesticum cv kokossan leaves was relatively harmless to female Wistar rats. However moderate histopathological toxicity sign appeared in all examined organs. Thus, further study is needed to evaluate the effect of long-term exposure.

Keywords: acute toxicity; ethanol extract; female Wistar rats; Lansium domesticum.

Resumen

Contexto: Lansium domesticum Corrêa es una planta superior perteneciente a la familia Meliaceae y ampliamente distribuida en el sudeste asiático. El extracto de hojas de Lansium domesticum cv kokossan contiene 9,19-ciclolanost-24-en-3-ona, 21,23-epoxi-21,22-dihidroxi (21R, 22S, 23S), que ha mostrado una fuerte actividad citotóxica (IC50 = 1,13 ppm) contra células de cáncer de mama MCF-7.

Objetivos: Evaluar la toxicidad aguda del extracto etanólico de hojas de L. domesticum cv kokossan en ratas Wistar hembra.

Métodos: La prueba de toxicidad oral aguda se realizó en base a las pautas de la OCDE 425: 2006. La prueba de límite se realizó a una dosis de 5000 mg/kg, mientras que la prueba principal consistió en diez tratamientos, incluido el control, con cinco repeticiones cada uno.

Resultados: Los resultados mostraron una fuerte correlación negativa (r = -0,93) entre la dosis del extracto y el aumento de peso de los animales. La administración del extracto aumentó el peso relativo de los órganos, es decir, el hígado y el cerebro, solo a una dosis alta. El examen histopatológico mostró un aumento de las células necróticas, así como la interrupción de la arquitectura del tejido de todos los órganos de una manera dependiente de la dosis. Sin embargo, los signos tóxicos y el daño a los órganos no mostraron diferencias significativas en comparación con el control. El valor LD50 estimado por el análisis Probit fue de 16538,49 mg/kg de peso corporal para el extracto de etanol, que se clasificó como relativamente inofensivo.

Conclusiones: El extracto etanólico de las hojas de L. domesticum cv kokossan fue relativamente inofensivo para las ratas Wistar hembras. Sin embargo, el signo de toxicidad histopatológica moderada apareció en todos los órganos examinados. Por lo tanto, se necesitan más estudios para evaluar el efecto de la exposición a largo plazo.

Palabras Clave: extracto etanólico; Lansium domesticum; ratas hembras Wistar; toxicidad aguda.

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Citation Format: Mayanti T, Sumiarsa D, Madihah, Dinata DI, Darwati, Harneti D, Gaffar S, Nurlelasari, Al Anshori J (2020) Acute toxicity of ethanolic extract of Lansium domesticum cv kokossan leaves in female Wistar rats. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 105–116.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Nephroprotection of N-acetylglucosamine and quercetin

Alternative Methods, Antioxidant, Antioxidant capacity, Nephroprotection, Nephrotoxicity
J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 53-63, 2020.

Original Article

N-acetylglucosamine increases the efficacy of quercetin in the treatment of experimental acute kidney injury

[N-acetilglucosamina aumenta la eficacia de quercetina en el tratamiento de insuficiencia renal aguda experimental]

Sergii K. Shebeko*, Igor A. Zupanets, Viktoriia V. Propisnova

Department of Clinical Pharmacology and Clinical Pharmacy, National University of Pharmacy, Pushkinskaya str., 27, Kharkiv, 61057, Ukraine.
Abstract

Context: Acute kidney injury (AKI) is a common complication of renal pathology and an adverse drug effect. Mortality caused by AKI reaches 80% in some groups of patients. Therefore, the search of the effective agents for AKI treatment is an important task of the pharmaceutical science.

Aims: To evaluate the efficacy of various combinations of N-acetylglucosamine (NAG) and quercetin in rats with AKI.

Methods: The study was conducted on the model of acute glycerol nephrosis in rats. Combinations of NAG and quercetin in ratios of 1:2, 1:1, 2:1 and 3:1 were studied at a dose of 50 mg/kg with daily intramuscular injection for a week. The efficacy of the combinations was assessed by the indicators of animal survival, excretory renal function, nitrogen metabolism and nephroprotective activity (NA).

Results: The combination of NAG and quercetin in the 1:1 ratio was the most effective. There was a significant increase of excretory renal function and normalization of nitrogen metabolism under the influence of this combination. This determined the NA level up to 69.7%, which was the highest value in the presented study. This combination was statistically superior to all others, as well as to quercetin, by the efficacy level. In addition, the combination exceeded the quercetin in NA index by 2.7 times.

Conclusions: Thus, the NAG/quercetin combination in 1:1 ratio in injectable dosage form is the most promising for kidney diseases treatment.

Keywords: N-acetylglucosamine; acute kidney injury; nephroprotective effect; quercetin.

Resumen

Contexto: La insuficiencia renal aguda (IRA) es una complicación frecuente de la patología renal y un efecto adverso de los medicamentos. La mortalidad por IRA alcanza el 80% en algunos grupos de pacientes. Por lo tanto, la búsqueda de agentes efectivos para el tratamiento de IRA es una tarea importante de las ciencias farmacéuticas.

Objetivos: Evaluar la eficacia de varias combinaciones de N-acetilglucosamina (NAG) y quercetina en ratas con IRA.

Métodos: El estudio se realizó sobre el modelo de nefrosis aguda inducida por glicerol en ratas. Las combinaciones de NAG y quercetina en proporciones de 1:2, 1:1, 2:1 y 3:1 se estudiaron a una dosis de 50 mg/kg con administración intramuscular diaria durante una semana. La eficacia de las combinaciones se evaluó mediante los indicadores de supervivencia animal, función renal excretora, metabolismo del nitrógeno y actividad nefroprotectora (AN).

Resultados: La combinación de NAG y quercetina en la proporción de 1:1 fue la más efectiva. Hubo un aumento significativo de función renal excretora y normalización de metabolismo del nitrógeno bajo la influencia de esta combinación. Esto determinó el nivel de AN hasta el 69.7%, que fue el valor más alto en el estudio presentado. Esta combinación fue estadísticamente superior a todas las demás, así como a la quercetina, por el nivel de eficacia. Además, la AN de la combinación superó la quercetina en 2,7 veces.

Conclusiones: Por lo tanto, la combinación de NAG/quercetina en la proporción de 1:1 en forma de dosis inyectable es la más prometedora para el tratamiento de enfermedades renales.

Palabras Clave: N-acetilglucosamina; efecto nefroprotector; insuficiencia renal aguda; quercetina.

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Citation Format: Shebeko SK, Zupanets IA, Propisnova VV (2020) N-acetylglucosamine increases the efficacy of quercetin in the treatment of experimental acute kidney injury. J Pharm Pharmacogn Res 8(1): 53–63.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Potential agricultural use of olive cake

Alternative Methods, Cytotoxic activity, Cytotoxicity, Genotoxicity, Raw material, Toxicology
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.

Keywords: Allium 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 Clave: Allium 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)

Optimizing the immobilization of biosurfactant-producing

Alternative Methods, Biosurfactants, Microbiology, Optimization, Pharmaceutical Technology
J Pharm Pharmacogn Res 7(6): 413-420, 2019.

Original Article | Artículo Original

Optimizing the immobilization of biosurfactant-producing Pseudomonas aeruginosa in alginate beads

[Optimización de la inmovilización de Pseudomonas aeruginosa productora de biosurfactantes en perlas de alginato]

Gholamreza Dehghannoudeh1,2, Kioomars Kiani1, Mohammad Hassan Moshafi1, Negar Dehghannoudeh3, Majid Rajaee1, Soodeh Salarpour1, Mandana Ohadi2*

1Department of Pharmaceutics, Faculty of Pharmacy, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.
2Pharmaceutics Research Center, Institute of Neuropharmacology, Kerman University of Medical Sciences, Kerman, Iran.
3Faculty of Arts and Science, University of Toronto, 100 St George St, M5S3G3, Toronto, Ontario, Canada.
Abstract

Context: Biosurfactants are amphipathic molecules that reduce surface tension. The major reasons to economically production of the biosurfactant are their health, safety, environmental management, and promising applications.

Aims: To optimize the immobilization of Pseudomonas aeruginosa as a biosurfactant producer in alginate beads.

Methods: Biosurfactant production by P. aeruginosa was confirmed through the hemolysis test, emulsification index, and surface activity measurement. Calcium alginate encapsulation technique was used in order to entrap the P. aeruginosa cells. Full factorial design was employed to optimize bead preparation. Furthermore, the morphology and the stability of beads were evaluated.

Results: It was proved that immobilized cells can be preserved the viability and biosurfactant production. Application of full factorial design indicated that the values of three parameters sodium alginate 3%, CaCl2 1% (w/v), and hardening time of 35 min, was found to be too stable for minimum surface tension and stable alginate gel beads.

Conclusions: The alginate gel beads showed stability during the growing process and the immobilized cells efficiently were viable. Alginate source, hardening time, and the interaction between CaCl2 concentration and hardening time influenced on the bead preparation.

Keywords: alginate beads; biosurfactants; immobilization; optimizing; Pseudomonas aeruginosa.

Resumen

Contexto: Los biosurfactantes son moléculas anfipáticas que reducen la tensión superficial. Las principales razones para la producción económica del biosurfactante son la salud, seguridad, gestión ambiental y aplicaciones prometedoras.

Objetivos: Optimizar la inmovilización de Pseudomonas aeruginosa como productora de biosurfactantes en perlas de alginato.

Métodos: La producción de biosurfactantes por P. aeruginosa se confirmó mediante la prueba de hemólisis, el índice de emulsión y la medición de la actividad de la superficie. Se utilizó la técnica de encapsulación de alginato de calcio para atrapar las células de P. aeruginosa. Se empleó un diseño factorial completo para optimizar la preparación de las perlas de alginato. Además, se evaluó la morfología y la estabilidad de las perlas.

Resultados: Se demostró que las células inmovilizadas pueden preservar la viabilidad y la producción de biosurfactantes. La aplicación del diseño factorial completo indicó que los valores de tres parámetros de alginato de sodio al 3%, CaCl2 al 1% (p/v), y un tiempo de endurecimiento de 35 min, resultaron ser estables para una tensión superficial mínima y perlas de gel de alginato estables.

Conclusiones: Las perlas de gel de alginato mostraron estabilidad durante el proceso de crecimiento y las células inmovilizadas fueron viables de manera eficiente. La fuente de alginato, el tiempo de endurecimiento y la interacción entre la concentración de CaCl2 y el tiempo de endurecimiento influyeron en la preparación de las perlas.

Palabras Clave: biosurfactantes; inmovilización; optimización; perlas de alginato; Pseudomonas aeruginosa.

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Citation Format: Dehghannoudeh G, Kiani K, Moshafi MH, Dehghannoudeh N, Rajaee M, Salarpour S, Ohadi M (2019) Optimizing the immobilization of biosurfactant-producing Pseudomonas aeruginosa in alginate beads. J Pharm Pharmacogn Res 7(6): 413–420.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

A screening for discovering anticancer herbal drugs

Alternative Methods, Antioxidant, Antioxidant capacity, Cancer, Cellular Pharmacology, Cytotoxic activity, Herbal Medicine, Medicinal Plants
J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 213-222, 2019.

Original Article | Artículo Original

A screening of anti-breast cancer effects and antioxidant activity of twenty medicinal plants gathered from Chaharmahal va Bakhtyari province, Iran

[Tamizaje antitumoral contra cáncer de mama y actividad antioxidante de veinte plantas medicinales recolectadas en la provincia de Chaharmahal va Bakhtyari, Irán]

Majid Asadi-Samani1*, Mahmoud Rafieian-Kopaei2, Zahra Lorigooini2, Hedayatollah Shirzad3*

1Student Research Committee, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran.
2Medical Plants Research Center, Basic Health Sciences Institute, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran.
3Cellular and Molecular Research Center, Basic Health Sciences Institute, Shahrekord University of Medical Sciences, Shahrekord, Iran.

*E-mail: majidas102@yahoo.com

Abstract

Context: Breast cancer is one of the most prevalent cancers that causes substantial numbers of deaths among women, worldwide. Medicinal plants can be used for discovering new anti-breast cancer drugs.

Aim: To investigate the antioxidant effects of twenty Iranian herbs and their anticancer effects against breast cancer cell lines (i.e. MDA-MB231 and MCF-7) compared with a non-cancerous human cell line (HDF).

Methods: In this study, the plant samples were collected from different regions of Chaharmahal va Bakhtyari province in Iran and their hydroalcoholic (ethanol: water; 70:30) extracts prepared by maceration method. Antioxidant activity was investigated by DPPH with reference to butylated hydroxytoluene (BHT). Anticancer effects were investigated by MTT colorimetric assay.

Results: Most of the plants examined in this study had higher antioxidant activity than that of BHT. Satureja bachtiarica (37.27 ± 1.56 µg/mL), Plantago lanceolata (43.19 ± 4.67 µg/mL), Parietaria judaica (45.34 ± 8.08 µg/mL), Stachys inflata (53.70 ± 1.80 µg/mL), and Euphorbia szovitsii (55.78 ± 1.37 µg/mL) inhibited the DPPH free radicals in the lower concentration compared to BHT (120.48 ± 1.42 µg/mL) and other plants. MTT assay showed that the lowest IC50s values were observed for E. microsciadia and E. szovitsii among the examined plants on both breast cancer cell lines. There was no significant relationship between anticancer effects and antioxidant activity of the plants (p>0.05).

Conclusions: The examined plants might be considered as valuable resources of natural compounds that may possess anti-breast cancer properties.

Keywords: antioxidant activity; cytotoxicity; drug discovery; natural compounds; traditional medicine.

Resumen

Contexto: El cáncer de mama es uno de los cánceres más prevalentes que causa un gran número de muertes entre las mujeres en todo el mundo. Las plantas medicinales se pueden usar para descubrir nuevos medicamentos contra el cáncer de mama.

Objetivo: Investigar los efectos antioxidantes de veinte hierbas iraníes y sus efectos anticancerígenos contra líneas celulares de cáncer de mama (es decir, MDA-MB231 y MCF-7) en comparación con una línea celular humana no cancerosa (HDF).

Métodos: En este estudio, se recolectaron muestras de plantas de diferentes regiones de la provincia de Chaharmahal va Bakhtyari en Irán y sus extractos hidroalcohólicos (etanol: agua; 70:30) preparados por el método de maceración. La actividad antioxidante se investigó mediante DPPH con referencia al hidroxitolueno butilado (BHT). Los efectos anticancerígenos se investigaron mediante el ensayo colorimétrico MTT.

Resultados: La mayoría de las plantas examinadas en este estudio tenían mayor actividad antioxidante que la de BHT. Satureja bachtiarica (37.27 ± 1.56 µg/mL), Plantago lanceolata (43.19 ± 4.67 µg/mL), Parietaria judaica (45.34 ± 8.08 µg/mL), Stachys inflata (53.70 ± 1.80 µg / mL) y Euphorbia szovitsii (55.78 ± 1.37 µg/mL) inhibieron el radical libre DPPH en la concentración más baja en comparación con BHT (120.48 ± 1.42 µg/mL) y otras plantas. El ensayo MTT mostró que se observaron los valores de CI50 más bajas para E. microsciadia y E. szovitsii entre las plantas examinadas en ambas líneas celulares de cáncer de mama. No hubo una relación significativa entre los efectos anticancerígenos y la actividad antioxidante de las plantas (p> 0.05).

Conclusiones: Las plantas examinadas podrían considerarse como recursos valiosos de compuestos naturales que pueden poseer propiedades contra el cáncer de mama.

Palabras Clave: actividad antioxidante; citotoxicidad; descubrimiento de medicamento; compuestos naturales; medicina tradicional.

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Citation Format: Asadi-Samani M, Rafieian-Kopaei M, Lorigooini Z, Shirzad H (2019) A screening of anti-breast cancer effects and antioxidant activity of twenty medicinal plants gathered from Chaharmahal va Bakhtyari province, Iran. J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 213–222.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Synergistic antipseudomonal activity of A. quettensis and imipenem

Alternative Methods, Antibiotics, antimicrobial activity, essential oil, Microbiology
J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 163-172, 2019.

Original Article | Artículo Original

Antipseudomonal activity of Artemisia quettensis Podlech essential oil and its synergy with imipenem

[Actividad antipseudomonal del aceite esencial de Artemisia quettensis Podlech y su sinergia con imipenem]

Elham Saffari1, Mohammad Ali Nasiri Khalili2*, Jalil Fallah Mehrabadi3

1Department of Chemistry and Essential Oil Technology, School of Chemistry, Islamic Azad University of Pharmaceutical Science, Tehran, Iran.
2Department of Biochemistry and Biophysics, Education and Research Center of Science and Biotechnology, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.
3The Lister Laboratory of Microbiology, Tehran, Iran.

*E-mail: manasiri@alumni.ut.ac.ir

Abstract

Context: The problems associated with hospital infections caused by Pseudomonas aeruginosa, and the emergence of new and the re-emergence of old infectious diseases have become increasingly evident. Therefore, medicinal plants take precedence over the development of new antibacterial agents. The combination effects of antibiotics and plant compounds might be an appropriate solution for microbial resistance and useful method for assessment of synergistic interactions for inhibition of bacterial growth. This study is an experimental design for the discovery and finding of natural and harmless compounds for the treatment of infectious diseases.

Aim: To determine the antibacterial potency of Artemisia quettensis essential oil, and in combination with imipenem, to inhibit the growth of Pseudomonas aeruginosa.

Methods: The essential oil was obtained through hydrodistillation from aerial parts of the plant and analysis using GC and GC-MS. To demonstrate the in vitro antibacterial activity of the essential oil against Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) disc diffusion assay was used, either alone or in combination with a standard antibiotic.

Results: The most dominant components were homoadamantane (9.38%), Camphor (7.91%) and Eugenol (10.46%). The oil and antibiotic showed high antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa with minimal inhibitory concentration (MIC) 0.5 µL/mL and 16 µg/mL and minimal bactericidal concentration (MBC) 4 µL/mL and 32 µL/mL, respectively. The synergistic effect of the oil and antibiotic showed MIC 0.2 µL/mL and 4 µg/mL and MBC 2 µL/mL and 8 µL/mL, respectively. This study showed that Artemisia quettensis oil has significant antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa infections.

Conclusions: The essential oil exhibited synergism with imipenem displaying the ability to enhance the activity of this compound and it may be useful in the fight against emerging microbial drug resistance.

Keywords: Artemisia quettensis; essential oil; imipenem; Pseudomonas aeruginosa; synergistic effect.

Resumen

Contexto: Los problemas asociados con las infecciones hospitalarias causadas por Pseudomonas aeruginosa, y la aparición de nuevas enfermedades y la reaparición de enfermedades infecciosas antiguas, se han hecho cada vez más evidentes. Por lo tanto, las plantas medicinales tienen prioridad para el desarrollo de nuevos agentes antibacterianos. Los efectos combinados de los antibióticos y los compuestos de plantas podrían ser una solución adecuada para la resistencia microbiana y un método útil para evaluar las interacciones sinérgicas para la inhibición del crecimiento bacteriano. Este estudio es un diseño experimental para la búsqueda y el descubrimiento de compuestos naturales e inofensivos para el tratamiento de enfermedades infecciosas.

Objetivo: Determinar la potencia antibacteriana del aceite esencial de Artemisia quettensis, y en combinación con imipenem, para inhibir el crecimiento de Pseudomonas aeruginosa.

Métodos: El aceite esencial se obtuvo mediante hidrodestilación de partes aéreas de la planta y análisis utilizando GC y GC-MS. Para demostrar la actividad antibacteriana in vitro del aceite esencial contra Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) se utilizó el ensayo de difusión en disco, ya sea solo o en combinación con un antibiótico estándar.

Resultados: Los componentes más dominantes fueron homoadamantano (9,38%), alcanfor (7,91%) y eugenol (10,46%). El aceite y el antibiótico mostraron una alta actividad antibacteriana contra Pseudomonas aeruginosa con una concentración inhibitoria mínima (MIC) de 0,5 µL/mL y 16 µg/mL y una concentración bactericida mínima (MBC) de 4 µL/mL y 32 µL/mL, respectivamente. El efecto sinérgico del aceite y el antibiótico mostraron MIC 0,2 µL/mL y 4 µg/mL y MBC 2 µL/mL y 8 µL/mL, respectivamente. Este estudio demostró que el aceite de Artemisia quettensis tiene una actividad antibacteriana significativa contra las infecciones por Pseudomonas aeruginosa.

Conclusiones: El aceite esencial exhibió sinergismo con el imipenem, mostrando la capacidad de mejorar la actividad de este, y puede ser útil en la lucha contra la resistencia a los medicamentos microbianos emergentes.

Palabras Clave: aceite esencial; Artemisia quettensis; efecto sinérgico; imipenem; Pseudomonas aeruginosa.

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Citation Format: Saffari E, Khalili MNA, Mehrabadi JF (2019) Antipseudomonal activity of Artemisia quettensis Podlech essential oil and its synergy with imipenem. J Pharm Pharmacogn Res 7(3): 163–172.

© 2019 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)