Category Archives: Preclinical Research

Effect of mouse sex on pharmacological investigations

biochemical markers, carbon tetrachloride, Diabetes, Hepatoprotection, Hepatotoxicity, Inflammation, Nociception, Preclinical Research

J. Pharm. Pharmacogn. Res., vol. 8, no. 6, pp. 569-579, November-December 2020.

Original Article

Effect of sex differences in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal activities in mice model

[Efecto de las diferencias sexuales en las actividades antinociceptiva, antipirética, hipoglucemia, hepatoprotectora y antidiarreica en modelo de ratones]

Irin Karim#, Roni Roy#, Md Rafiul Hoque, Sazzad Hosen, Tanaya Bhowmik, Israt Jahan Liya, Afroza Akter, Mohammad Anwarul Basher

Department of Pharmacy, Noakhali Science and Technology University, Sonapur, Noakhali-3814, Bangladesh.
#These two authors contributed equally.

Abstract

Context: The use of animal models is a longstanding practice in biological research. Among different models, the mouse is the most widely used and accepted model. In designing the mouse model, a male mouse is generally preferred over a female to avoid the effect of changing hormonal state in females. However, it is not known whether mouse sex affects all experiments.

Aims: To determine the effect of mouse sex on pharmacological responses in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal experiments.

Methods: Antinociceptive study was performed by three different experiments. An antipyretic experiment was performed by yeast induced hyperthermia test. The effect on hypoglycemic response was assessed by an oral glucose tolerance test. The effect on the hepatoprotective study was evaluated by carbon tetrachloride-induced liver damage. The antidiarrheal study was conducted by a castor oil-induced diarrhea test.

Results: Antinociceptive studies demonstrated mixed effects. Hot plate test showed significant differences; the licking test showed variation only in the late phase, while no significant variation was observed. In the antipyretic experiment, female mice showed higher body temperature in both control and standard that varied significantly with male mice. Hypoglycemia and hepatoprotective tests did not show significant variation between sexes; however, liver enzymes levels were found higher in males while the percentage liver weight was higher in females. In the antidiarrheal test, the male mouse was observed to have higher responses than the female.

Conclusions: Antinociceptive and antipyretic investigations should be performed separately on both male and female mice. On the other hand, hypoglycemic, hepatoprotective and antidiarrheal tests can be conducted on any mouse sex, and findings on particular sex can be extrapolated to the opposite sex.

Keywords: drug discovery; sex dimorphism; Swiss albino mice.

Resumen

Contexto: El uso de modelos animales es una práctica de larga data en la investigación biológica. Entre los diferentes modelos, el ratón es el modelo más utilizado y aceptado. Al diseñar el modelo de ratón, generalmente se prefiere un ratón macho a una hembra para evitar el efecto del cambio de estado hormonal en las hembras. Sin embargo, no se sabe si el sexo del ratón afecta a todos los experimentos.

Objetivos: Determinar el efecto del sexo del ratón sobre las respuestas farmacológicas en experimentos antinociceptivos, antipiréticos, hipoglucémicos, hepatoprotectores y antidiarreicos.

Métodos: Se realizaron experimentos para demostrar efectos anti-nociceptivo (tres experimentos diferentes), antipirético (hipertermia inducida por levaduras), hipoglucémico (prueba de tolerancia a la glucosa oral), hepatoprotector (daño hepático inducido por tetracloruro de carbono) y antidiarreico (diarrea inducida por aceite de ricino).

Resultados: Los estudios antinociceptivos demostraron efectos mixtos. La prueba de la placa caliente mostró diferencias significativas; la prueba de lamido mostró variación solo en la fase tardía, mientras que no se observó variación significativa. En el experimento antipirético, las hembras mostraron una temperatura corporal más alta tanto en el control como en el estándar que varió significativamente con los ratones machos. Las pruebas de hipoglucemia y hepatoprotección no mostraron variación significativa entre sexos; sin embargo, los niveles de enzimas hepáticas se encontraron más altos en los machos mientras que el porcentaje de peso del hígado fue más alto en las hembras. En la prueba antidiarreica, se observó que el ratón macho tenía respuestas más altas que la hembra.

Conclusiones: Las investigaciones antinociceptivas y antipiréticas debían realizarse por separado en ratones machos y hembras. Por otro lado, las pruebas hipoglucémicas, hepatoprotectoras y antidiarreicas podrían realizarse en cualquier sexo de ratón, y los hallazgos sobre un sexo particular se pueden extrapolar al sexo opuesto.

Palabras Clave: dimorfismo sexual; investigación en medicamento; ratones albinos suizos.

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Citation Format: Karim I, Roy R, Hoque MR, Hosen S, Bhowmik T, Liya IJ, Akter A, Basher MA (2020) Effect of sex differences in antinociceptive, antipyretic, hypoglycemia, hepatoprotective and antidiarrheal activities in mice model. J Pharm Pharmacogn Res 8(6): 569–579.
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© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Immunomodulator effect of Parkia speciosa

antimicrobial activity, biochemical markers, Immunotherapy, Medicinal Plants, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 457-465, 2020.

Original Article

Immunomodulatory effect of Parkia speciosa Hassk. pods extract on rat induced by Salmonella typhimurium

[Efecto inmunomodulador del extracto de vainas de Parkia speciosa Hassk. en ratas inducidas por Salmonella typhimurium]

Fitrya Fitrya1*, Annisa Amriani1, Rennie Puspa Novita1, Elfita2, Dewi Setiorini1

1Pharmacy Department, Sriwijaya University, Palembang, Indonesia.
2Chemistry Department, Sriwijaya University, Palembang, Indonesia.
Abstract

Context: Parkia speciosa, which has phenolic compounds and pharmacology activities, is a plant having potential immunomodulatory agents from the extract of its pod.

Aims: To evaluate the potential of P. speciosa as an immunomodulatory agent tested on albino rats induced by the bacteria Salmonella typhimurium leading to typhoid fever.

Methods: The animals were divided into six groups: normal non-infected group, negative control group, positive control, and three test groups with doses of 200, 400 and 800 mg/kg BW. The test groups were treated by the extract for 12 days. The control and test groups were induced with the S. typhimurium on the 8th day. On day 12th, CD4+, total leukocytes, differential cell count, and histology of the spleen organ were evaluated. Statistical analysis was performed by using one-way ANOVA followed post hoc LSD test (α 0.05).

Results: The result showed that the ethanol extract of P. speciosa pod could increase the number of CD4+. The extract to 200 and 400 mg/kg BW doses increased in the parameters of leukocyte, neutrophil, lymphocyte and monocyte with insignificant differences compared to that of the positive control group (p>0.05). However, there were significant differences between the two first parameters between the test group with 800 mg/kg BW doses compared to the positive control group. Moreover, more necroses in the spleen were observed from histological analysis on 800 mg/kg BW doses than 400 mg/kg BW.

Conclusions: In general, P. speciosa ethanolic extract can increase the immune system based on the CD4+ count, leukocyte, monocyte, and neutrophil, and causes normal necroses in low doses.

Keywords: Parkia speciosa; immunomodulator; Salmonella typhimurium; typhoid fever.

Resumen

Contexto: Parkia speciosa, que tiene compuestos fenólicos y actividades farmacológicas, es una planta que tiene agentes inmunomoduladores potenciales del extracto de su vaina.

Objetivos: Evaluar el potencial de P. speciosa como agente inmunomodulador en ratas albinas inducidas por la bacteria Salmonella typhimurium que conduce a la fiebre tifoidea.

Métodos: Los animales se dividieron en seis grupos: grupo normal no infectado, grupo de control negativo, control positivo y tres grupos de prueba con dosis de 200, 400 y 800 mg/kg de peso corporal. Los grupos de prueba fueron tratados con el extracto durante 12 días. El control y los grupos de prueba fueron inducidos con S. typhimurium en el octavo día. El día 12, se evaluaron los CD4+, los leucocitos totales, el recuento diferencial de células y la histología del órgano del bazo. El análisis estadístico se realizó mediante el uso de ANOVA unidireccional seguido de la prueba post hoc LSD (α 0,05).

Resultados: El extracto etanólico de la vaina de P. speciosa podría aumentar el número de CD4+. El extracto a dosis de 200 y 400 mg/kg de peso corporal aumentó en los parámetros de leucocitos, neutrófilos, linfocitos y monocitos con diferencias insignificantes en comparación con el grupo de control positivo (p>0,05). Sin embargo, hubo diferencias significativas entre los dos primeros parámetros entre el grupo de prueba con dosis de 800 mg kg de peso corporal en comparación con el grupo de control positivo. Además, se observaron más necrosis en el bazo a partir del análisis histológico con dosis de 800 mg/kg de peso corporal que con 400 mg/kg de peso corporal.

Conclusiones: En general, el extracto etanólico de P. speciosa puede aumentar el sistema inmunitario en función del recuento de CD4+, leucocitos, monocitos y neutrófilos, y causa necrosis normales en dosis bajas.

Palabras Clave: Parkia speciosa; inmunomodulador; Salmonella typhimurium; fiebre tifoidea.

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Citation Format: Fitrya F, Amriani A, Novita RP, Elfita, Setiorini D (2020) Immunomodulatory effect of Parkia speciosa Hassk. pods extract on rat induced by Salmonella typhimurium. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 457–465.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Cellulose acetate butyrate microparticles

Drug Design and Action, Pharmaceutical Technology, Pharmacy, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 336-345, 2020.

Original Article

Characterization of microparticles prepared by the solvent evaporation method, use of alcohol-soluble cellulose acetate butyrate as a carrier

[Caracterización de micropartículas preparadas por el método de evaporación del solvente, uso de acetato butirato de celulosa soluble en alcohol como vehículo]

Aram Ibrahim, Rebaz Ali*

College of Pharmacy, University of Sulaimani, City Center Campus, Sulaimani, Kurdistan Region, Iraq.
Abstract

Context: Cellulose esters such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate are used in solid pharmaceutical dosage forms for controlling drug delivery. The property of cellulose acetate butyrate (CAB) varies according to butyryl, acetyl and hydroxyl level. These polymers are soluble in flammable organic solvents such as acetone. CAB-553-0.4, however, is characterized by its solubility in a less harmful organic solvents such as low molecular weight alcohol.

Aims: To evaluate the use of CAB-553-0.4 as a new carrier for the preparation of microparticles by solvent evaporation method and comparing the result to the well-known carrier i.e., ethylcellulose (EC).

Methods: The polymer organic phase containing carbamazepine or propranolol HCl was dispersion in an aqueous media containing polyvinyl alcohol (PVA). Percent of encapsulation efficiency, EE%, was calculated and in vitro drug release from the microparticles was investigated.

Results: EE% of EC microparticles was relatively high (71%) for carbamazepine and low for propranolol HCl. However, the EE% of propranolol HCl increased by two folds when CAB used as a carrier. EE% of carbamazepine was decreased by increasing the volume of the aqueous phase from EC- and unchanged from CAB-microparticles. The optimum concentration of PVA was 0.25% w/v and the EE% was decreased with increasing temperature. Carbamazepine release from EC- and CAB-microparticles was similar, however, propranolol HCl release was slower from CAB- microparticles than EC microparticles.

Conclusions: CAB-553-0.4 is an interesting carrier for the formulation of microparticles, loaded with a water-soluble drug, by solvent evaporation.

Keywords: cellulose acetate butyrate; drug release; encapsulation efficiency; microparticles; solvent evaporation.

Resumen

Contexto: Los ésteres de celulosa tales como el acetato de celulosa, el butirato acetato de celulosa y el propionato acetato de celulosa se usan en formas farmacéuticas sólidas para controlar la administración de fármacos. La propiedad del butirato acetato de celulosa (CAB) varía según el nivel de butirilo, acetilo e hidroxilo. Estos polímeros son solubles en solventes orgánicos inflamables como la acetona. CAB-553-0.4, sin embargo, se caracteriza por su solubilidad en solventes orgánicos menos dañinos como el alcohol de bajo peso molecular.

Objetivos: Evaluar el uso de CAB-553-0.4 como un nuevo vehículo para la preparación de micropartículas por el método de evaporación del solvente y comparar el resultado con el vehículo conocido, es decir, etilcelulosa (EC).

Métodos: La fase orgánica del polímero que contenía carbamazepina (CZ) o propranolol HCl (PP) se dispersó en un medio acuoso que contenía alcohol polivinílico (PVA). Se calculó el porcentaje de eficiencia de encapsulación, %EE, y se investigó la liberación in vitro del fármaco desde las micropartículas.

Resultados: El %EE de las micropartículas de EC fue relativamente alto (71%) para CZ y bajo para PP. Sin embargo, el %EE del PP aumentó en dos veces cuando se usó CAB como vehículo. El %EE de CZ disminuyó al aumentar el volumen de la fase acuosa de las micropartículas CAB y sin cambios de las micropartículas CAB. La concentración óptima de PVA fue de 0,25% p/v y el %EE disminuyó al aumentar la temperatura. La liberación de CZ desde las micropartículas EC y CAB fue similar, sin embargo, la liberación de PP fue más lenta desde las micropartículas CAB que las micropartículas EC.

Conclusiones: CAB-553-0.4 es un vehículo interesante para la formulación de micropartículas, cargadas con un fármaco soluble en agua, por evaporación del disolvente.

Palabras Clave: acetato butirato de celulosa; eficiencia de encapsulación; evaporación de solvente; liberación de drogas; micropartículas.

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Citation Format: Ibrahim A, Ali R (2020) Characterization of microparticles prepared by the solvent evaporation method, use of alcohol-soluble cellulose acetate butyrate as a carrier. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 336–345.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Olive oil use in cardiovascular diseases

biochemical markers, Biochemistry, Cardiovascular, Fatty acid, heart, Preclinical Research, Toxicology
J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 316-326, 2020.

Original Article

Characterization of antihypertensive and cardioprotective effects of extra virgin olive oil against doxorubicin induced cardiomyopathy in rats

[Caracterización de los efectos antihipertensivos y cardioprotectores del aceite de oliva virgen extra contra la miocardiopatía inducida por doxorrubicina en ratas]

Waleed Hassan AlMalki, Imran Shahid*

Department of Pharmacology and Toxicology, College of Pharmacy, Umm Al Qura University, Al-Abidiyah, Makkah, P.O Box. 13578, Postal code 21955, Saudi Arabia.
Abstract

Context: The medicinal uses of olive fruit oil (Olea europaea) are clearly documented as an anti-inflammatory, anti-diabetic (type-2 DM), and to protect against heart diseases.

Aims: To evaluate the therapeutic influence of extra virgin olive oil (EVOO) as an antihypertensive and cardioprotective against doxorubicin (DXR) induced cardiomyopathy in rats.

Methods: Wistar rats were divided into five groups as group 1 (normal control), group 2 (disease control i.e., DXR-treated) and groups 3, 4 and 5 as therapeutic groups (i.e., DXR- treated rats plus 2.5%, 5%, and 10% EVOO in diet respectively). Cardiac injury was induced by the administration of DXR. Cardioprotective, anti-hypertensive and antioxidant potential of EVOO were studied by measuring different blood, serum, and tissue biomarkers, enzymes and hemodynamic parameters in disease control and experimental rat groups.

Results: Hemodynamic parameters were significantly reduced in rats administered with 2.5%, 5%, and 10% EVOO as compared to group 2 rats at p<0.05, p<0.01, and p<0.001 respectively. Serum levels of creatinine kinase, troponin T, CK-MB and LDH were found markedly reduced in rats fed with 10% dietary EVOO as compared to disease control rats (p<0.01). Serum levels of antioxidant enzymes like GSH and SOD were found significantly higher in group 5 rats as compared to group 2 at p<0.01, and p<0.001, respectively.

Conclusions: Dietary administration of EVOO has the potential to reduce drug-induced cardiomyopathies and sustained use of EVOO in diet could be cardioprotective and useful against high blood pressure.

Keywords: antihyperlipidemic; blood pressure; cardiac diseases; drug-induced cardiac injury; monounsaturated fatty acids.

Resumen

Contexto: Los usos medicinales del aceite de oliva (Olea europaea) están claramente documentados como antiinflamatorios, antidiabéticos (DM tipo 2) y para proteger contra las enfermedades del corazón.

Objetivos: Evaluar la influencia terapéutica del aceite de oliva virgen extra (AOVE) como un antihipertensivo y cardioprotector contra la miocardiopatía inducida por doxorrubicina (DXR) en ratas.

Métodos: Ratas Wistar se dividieron en cinco grupos como grupo 1 (control normal), grupo 2 (control de la enfermedad) y grupos 3, 4 y 5 como grupos terapéuticos (es decir, tratamiento con AOVE) respectivamente. La lesión cardíaca fue inducida por la administración de DXR. El potencial cardioprotector, antihipertensivo y antioxidante de diferentes concentraciones de AOVE (es decir 2,5%; 5% y 10% en la dieta) se estudió midiendo/evaluando diferentes biomarcadores de sangre, suero y tejido, enzimas y parámetros hemodinámicos en los tratados con DXR ratas alimentadas con diferentes concentraciones de AOVE en la dieta.

Resultados: Los parámetros hemodinámicos se redujeron significativamente en ratas administradas con 2,5%; 5% y 10% de AOVE en comparación con las ratas del grupo 2 a p<0,05, p<0,01 y p<0,001 respectivamente. Los niveles séricos de creatinina quinasa, troponina T, CK-MB y LDH se encontraron notablemente reducidos en ratas alimentadas con 10% de AOVE en la dieta en comparación con las ratas de control de la enfermedad (p<0,01). Los niveles séricos de enzimas antioxidantes como GSH y SOD se encontraron significativamente más altos en ratas del grupo 5 en comparación con el grupo 2 a p<0,01 y p<0,001, respectivamente.

Conclusiones: La administración dietética de aceite de oliva virgen extra tiene el potencial de reducir las cardiomiopatías inducidas por fármacos y el uso sostenido de AOVE en la dieta podría ser cardioprotector y útil contra la presión arterial alta.

Palabras Clave: ácidos grasos monoinsaturados; antihiperlipidémico; enfermedades cardiacas; lesión cardíaca inducida por fármacos; presión sanguínea.

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Citation Format: AlMalki WH, Shahid I (2020) Characterization of antihypertensive and cardioprotective effects of extra virgin olive oil against doxorubicin induced cardiomyopathy in rats. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 316–326.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Methanolic extract of green tea increases RUNX2 and Osterix

Analytical Chemistry, biochemical markers, Biochemistry, Dental, Extraction methods, Flavonoids, Molecular Pharmacology, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 290-298, 2020.

Original Article

East Java green tea methanolic extract can enhance RUNX2 and Osterix expression during orthodontic tooth movement in vivo

[Extracto metanólico de té verde de Java Oriental puede mejorar la expresión de RUNX2 y Osterix durante el movimiento de diente de ortodoncia in vivo]

Putri I. Sitasari, Ida B. Narmada*, Thalca Hamid, Ari Triwardhani, Alexander Patera Nugraha, Dwi Rahmawati

Department of Orthodontics, Faculty of Dental Medicine, Airlangga University, Surabaya, Indonesia.
Abstract

Context: Alveolar bone remodeling is important to achieve an optimal Orthodontic Tooth Movement (OTM). Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) and Osterix (OSX) expression are important for bone remodeling. Green tea (Camelia sinensis) can enhancing bone remodeling.

Aims: To investigate the effect of a methanolic extract of green tea (MEGT) on the OSX and RUNX2 expression during OTM in Wistar rats.

Methods: The experiment with post-test only and simple random sampling was conducted. The samples consisted of twenty-eight Wistar rats, which were then divided into 4 groups (n=7), negative control (CN) group, positive control (CP) group with OTM but without MEGT administration, group with OTM for 14 days and MEGT administration from day 7 to day 14 (T1), group with OTM with MEGT administration for 14 days (T2). Nickle-titanium coil spring with 10 g/mm2 force was placed between the incisors and the maxillary molars. MEGT was collected from East Java and identified its principal metabolite by HPLC analysis. RUNX2 and OSX expression were analyzed by utilizing Immunohistochemical analysis. Analysis of Variance (ANOVA) was performed and then continued with least significant difference (p<0.05).

Results: The highest RUNX2 and OSX expression were found in the tension side of group T2 with significant difference between groups (p<0.05). The principal metabolite of the extract was identified as epigallocatechin-3-gallate (EGCG).

Conclusions: Post administration of a MEGT could increase RUNX2 and OSX expression in alveolar bone of OTM Wistar rats. Part of this action could be attributed to the presence of EGCG in the extract.

Keywords: alveolar bone remodeling; epigallocatechin-3-gallate; orthodontic tooth movement; Osterix; RUNX2.

[SUPPLEMENTARY DATA]

Resumen

Contexto: La remodelación ósea alveolar es importante para lograr un movimiento óptimo de los dientes de ortodoncia (OTM). La expresión del factor de transcripción 2 relacionada con Runt (RUNX2) y Osterix (OSX) es importante para la remodelación ósea. El té verde (Camelia sinensis) puede mejorar la remodelación ósea.

Objetivos: Investigar el efecto de un extracto metanólico de té verde (MEGT) sobre la expresión de OSX y RUNX2 durante OTM en ratas Wistar.

Métodos: Se realizó el experimento con un muestreo aleatorio simple y una prueba a posteriori. Las muestras consistieron en veintiocho ratas Wistar que luego se dividieron en 4 grupos (n = 7), grupo de control negativo (CN), grupo de control positivo (CP) con OTM pero sin administración de MEGT, grupo con OTM durante 14 días y MEGT administración del día 7 al día 14 (T1), grupo con OTM con administración de MEGT durante 14 días (T2). Se colocó un resorte helicoidal de níquel-titanio con una fuerza de 10 g/mm2 entre los incisivos y los molares maxilares. El té verde fue colectado en Java Oriental e identificado su metabolito principal por análisis de HPLC. La expresión de RUNX2 y OSX se analizó utilizando análisis inmunohistoquímico. El análisis de varianza (ANOVA) se realizó y luego continuó con diferencia significativa (p<0,05).

Resultados: La mayor expresión de RUNX2 y OSX se encontró en el lado de tensión del grupo T2 con una diferencia significativa entre los grupos (p<0,05). El metabolito principal en el extracto fue identificado como 3-galato de epigalocatequina (EGCG).

Conclusiones: La administración posterior de MEGT podría aumentar la expresión de RUNX2 y OSX en OTM del hueso alveolar de ratas Wistar. Parte de esta acción podría ser atribuida a la presencia de EGCG en el extracto.

Palabras Clave: epigalocatequina-3-galato; movimiento de dientes de ortodoncia; Osterix; remodelación ósea alveolar; RUNX2.

[SUPPLEMENTARY DATA]

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Citation Format: Sitasari PI, Narmada IB, Hamid T, Triwardhani A, Nugraha AP, Rahmawati D (2020) East Java green tea methanolic extract can enhance RUNX2 and Osterix expression during orthodontic tooth movement in vivo. J Pharm Pharmacogn Res 8(4): 290–298.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

SNEDDS for oral delivery of Garcinia kola

antimicrobial activity, Drug Design and Action, Herbal Medicine, Malaria, Medicinal Plants, nanoparticles, Pharmaceutical Technology, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(3): 177-190, 2020.

Original Article

Self-nanoemulsifying drug delivery systems (SNEDDS) for oral delivery of Garcinia kola seeds ethanolic extract: formulation and in vivo antimalarial activity

[Sistemas de administración de fármacos auto-nanoemulsificantes (SNEDDS) para administración oral de extracto etanólico de semillas de Garcinia kola: formulación y actividad antipalúdica in vivo]

Grady K. Mukubwa1,a, Christian I. Nkanga2,a, Aristote B. Buya1, Jérémie K. Mbinze3, Rui W.M. Krause2, Patrick B. Memvanga1,*

1University of Kinshasa, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Laboratory of Pharmaceutics and Phytopharmaceutical Drug Development, B.P. 212, Kinshasa XI, Democratic Republic of the Congo.
2Rhodes University, Department of Chemistry, Center for Chemico- and Bio-Medicinal Research, PO Box 94, Grahamstown 6140, Eastern Cape, South Africa.
3University of Kinshasa, Faculty of Pharmaceutical Sciences, Laboratory of Drug Analysis, B.P. 212, Kinshasa XI, Democratic Republic of the Congo.
aThese authors have equally contributed to this article.
Abstract

Context: Garcinia kola seeds are widely used in Congolese traditional medicine to treat uncomplicated malaria. While the ethanolic extract of these seeds (GK) is reputed for oral antimalarial activity, some of its constituents have shown poor water solubility, which might compromise further phytopharmaceutical developments.

Aims: To develop a self-nanoemulsifying drug delivery system (SNEDDS) for oral delivery of GK, since SNEDDS are promising vehicles for enhancing drug product solubility.

Methods: GK was loaded into liquid SNEDDS (solution and suspension) and solid SNEDDS (S-SNEDDS), and the resultant formulations were characterized using dynamic light scattering and electron microscopy. The antimalarial activity of SNEDDS (200 mg/kg × 4 days, oral) was evaluated in Plasmodium berghei-infected mice using a conventional four-day suppressive test.

Results: The characterization of SNEDDS formulations revealed the presence of nanosized structures of spherical morphology and negative surface charge. Data from in vivo study showed reduced parasite growth by 77.9, 73.8 and 74.2% for GK-SNEDDS solution, GK-SNEDDS suspension and GK-S-SNEDDS, respectively. The activity of GK-SNEDDS was found to be greater than that of a licensed GK-based syrup (N’sansiphos®) used at the same dose (p<0.05).

Conclusions: These findings demonstrate the potential of SNEDDS formulations as a promising alternative for enhancing the antimalarial efficacy of GK following oral administration. The SNEDDS technology holds the promise of improving the oral delivery of herbal-based products for malaria therapy.

Keywords: antimalarial activity; ethanolic extract; Garcinia kola; liquid SNEDDS; solid SNEDDS.

Resumen

Contexto: Las semillas de Garcinia kola se usan ampliamente en la medicina tradicional congoleña para tratar la malaria no complicada. Si bien el extracto etanólico de estas semillas (GK) tiene fama de actividad antipalúdica oral, algunos de sus componentes han demostrado una baja solubilidad en agua, lo que podría comprometer el desarrollo de fitofármacos.

Objetivos: Desarrollar un sistema de suministro de fármacos auto-nanoemulsionantes (SNEDDS) para el suministro oral de GK, como vehículos para mejorar la solubilidad del producto farmacológico.

Métodos: Se cargó GK en SNEDDS líquido (solución y suspensión) y SNEDDS sólido (S-SNEDDS). Las formulaciones resultantes se caracterizaron usando dispersión dinámica de luz y microscopía electrónica. La actividad antipalúdica de SNEDDS (200 mg/kg × 4 días, oral) se evaluó en ratones infectados con Plasmodium berghei utilizando una prueba de supresión convencional de cuatro días.

Resultados: La caracterización de las formulaciones de SNEDDS reveló la presencia de estructuras nanométricas de morfología esférica y carga superficial negativa. Los datos del estudio in vivo redujeron el crecimiento del parásito en 77,9; 73,8 y 74,2% para la solución GK-SNEDDS, la suspensión GK-SNEDDS y GK-S-SNEDDS, respectivamente. Se descubrió que la actividad de GK-SNEDDS es mayor que la de un jarabe a base de GK con licencia (N’sansiphos®) utilizado en la misma dosis (p<0,05).

Conclusiones: Estos hallazgos demuestran el potencial de las formulaciones de SNEDDS como una alternativa para mejorar la eficacia antipalúdica de GK después de la administración oral. La tecnología SNEDDS promete mejorar la administración oral de productos a base de hierbas para la terapia de la malaria.

Palabras Clave: actividad antipalúdica; extracto etanólico; Garcinia kola; SNEDDS líquido; SNEDDS sólidos.

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Citation Format: Mukubwa GK, Nkanga CI, Buya AB, Mbinze JK, Krause RWM, Memvanga PBSI (2020) Self-nanoemulsifying drug delivery systems (SNEDDS) for oral delivery of Garcinia kola seeds ethanolic extract: formulation and in vivo antimalarial activity. J Pharm Pharmacogn Res 8(3): 177–190.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Achillea biebersteinii essential oil activity

Antibiotics, antimicrobial activity, essential oil, Herbal Medicine, Microbiology, Oil, Preclinical Research
J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 155-166, 2020.

Original Article

Antibacterial and antibiofilm activity of essential oil of Achillea biebersteinii and its mode of action

[Actividad antibacteriana y anti-biopelícula del aceite esencial de Achillea biebersteinii y su modo de acción]

Jehad M. Al-Shuneigat1*, Sameeh A. Al- Sarayreh1, Mahmoud A. Al-Qudah2, Yousef M. Al–Saraireh3

1Faculty of Medicine, Department of Biochemistry and Molecular Biology Mutah University, Mutah, Jordan.
2Faculty of Science, Department of Chemistry Yarmouk University, Irbid, Jordan.
3Faculty of Medicine, Department of Pharmacology Mutah University, Mutah, Jordan.
Abstract

Context: Microbial biofilms and antibiotic-resistant bacterial strains pose a challenge in clinical world as they fail to respond to conventional treatments. This failure of antibiotic treatment led researchers to look for alternatives. A possible alternative is plants derived essential oils. Many studies have reported that certain essential oils succeed where antibiotics fail.

Aims: To test antibacterial and antibiofilm activities of essential oil of Achillea biebersteinii and its mode of action.

Methods: Minimum biofilm inhibitory concentration (MBIC) susceptibility assays were performed using a biofilm inoculator with a 96-well plate with peg led. Minimum inhibitory concentration (MIC) was determined in normal microtitre plates using a twofold dilution series.

Results: Achillea biebersteinii essential oil showed good activity against all tested bacteria. The MIC values were in the range of 0.125 – 1 mg/mL while MBIC values were in the range of 0.125 – 4 mg/mL. The mechanism of action of Achillea biebersteinii essential oil is related to a strong increase in membrane permeability of 260 nm absorbing materials and potassium ions from the cell membrane. Achillea biebersteinii essential oil was able to inhibit initial adherence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (ATCC 43300) at sub-inhibitory concentrations.

Conclusions: Achillea biebersteinii essential oil has the potential for use as an effective antibacterial and antibiofilm agent that functions by impairing cell membrane permeability resulting in cellular death.

Keywords: Achillea biebersteinii; antibacterial; antibiofilm; mode of action.

Resumen

Contexto: Las biopelículas microbianas y las cepas bacterianas resistentes a los antibióticos representan un desafío en el mundo clínico, ya que no responden a los tratamientos convencionales. Este fracaso del tratamiento con antibióticos llevó a los investigadores a buscar alternativas. Una posible alternativa son los aceites esenciales derivados de plantas. Muchos estudios han informado que ciertos aceites esenciales tienen éxito donde los antibióticos fallan.

Objetivos: Evaluar las actividades antibacteriana y antibiopelícula del aceite esencial de Achillea biebersteinii y su modo de acción.

Métodos: Los ensayos de susceptibilidad de concentración mínima inhibitoria de biopelícula (MBIC) se realizaron utilizando un inoculador de biopelícula con una placa de 96 pocillos con clavija led. La concentración inhibitoria mínima (MIC) se determinó en placas de microtitulación normales usando una serie de dilución doble.

Resultados: El aceite esencial de Achillea biebersteinii mostró buena actividad contra todas las bacterias probadas. Los valores de MIC estuvieron en el rango de 0.125 – 1 mg/mL mientras que los valores de MBIC estuvieron en el rango de 0.125 – 4 mg/mL. El mecanismo de acción del aceite esencial Achillea biebersteinii está relacionado con un fuerte aumento en la permeabilidad de la membrana de los materiales absorbentes de 260 nm y los iones de potasio de la membrana celular. El aceite esencial de Achillea biebersteinii fue capaz de inhibir la adherencia inicial de Staphylococcus aureus resistente a meticilina (ATCC 43300) en concentraciones subinhibitorias.

Conclusiones El aceite esencial de Achillea biebersteinii tiene el potencial de usarse como un agente antibacteriano y antibiopelícula eficaz que funciona al afectar la permeabilidad de la membrana celular y provocar la muerte celular.

Palabras Clave: Achillea biebersteinii; antibacteriano; antibiopelícula; modo de acción.

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Citation Format: Al-Shuneigat JM, Al- Sarayreh SA, Al-Qudah MA, Al–Saraireh YM (2020) Antibacterial and antibiofilm activity of essential oil of Achillea biebersteinii and its mode of action. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 155–166.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)

Eremomastax speciosa eradicates H. pylori infection in mice

antimicrobial activity, Medicinal Plants, Microbiology, Preclinical Research, Traditional Medicine
J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 135-145, 2020.

Original Article

Eremomastax speciosa (Hochst.) Cufod. (Acanthaceae) leaves aqueous extract eradicates Helicobacter pylori infection in mice

[El extracto acuoso de Eremomastax speciosa (Hochst.) Cufod. (Acanthaceae) erradica la infección por Helicobacter pylori en ratones]

Gaël Tchokomeni Siwe1, Rukesh Maharjan2, André Perfusion Amang3, Christophe Mezui4, Ernestine Nkwengoua Zondegoumba5, Syed Shakeel Akhtar6, Muhammad Iqbal Choudhary2,7, Paul Vernyuy Tan1*

1Department of Animal Biology & Physiology, University of Yaoundé I, Yaoundé, Cameroon.
2H.E.J. Research Institute of Chemistry, International Center for Chemical and Biological Sciences, University of Karachi, Karachi, Pakistan.
3Department of Biological Sciences, University of Maroua, Maroua, Cameroon.
4Department of Animal Biology, Higher Teacher Training College, University of Yaoundé I, Yaoundé, Cameroon.
5Department of Organic Chemistry, University of Yaoundé I, Yaoundé, Cameroon.
6Department of Surgery, Civil Hospital, Karachi, Pakistan.
7Department of Biochemistry, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia.
Abstract

Context: Conventional treatments against Helicobacter pylori (the main cause of gastric ulcers) display some limitations because of resistance to antibiotics. Thus, elaboration of alternative treatments that are effective and with lower toxicity, remains a major challenge. Therefore, Eremomastax speciosa a plant with well-established antiulcer properties has been evaluated for its potential anti-H. pylori action.

Aims: To investigate the possible anti-Helicobacter pylori properties of the aqueous extract of Eremomastax speciosa leaves.

Methods: The air-dried leaves were powdered and infused using boiled distilled water. H. pylori isolates were obtained from gastric biopsies collected in the Civil hospital, Karachi. In vitro susceptibility tests against H. pylori were performed using microplate AlamarBlue® assay. MIC and MBC were then determined. A rapid in vivo H. pylori eradication test was performed on mice.

Results: E. speciosa was found to be active against all H. pylori isolates with MIC at 8 mg/mL, and MBC above 32 mg/mL, indicating this extract as bacteriostatic. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy revealed major alterations in H. pylori morphology after exposure to E. speciosa at active doses. H. pylori colonization in mice was eradicated in a dose-dependent manner by E. speciosa with significant differences at the doses of 200, and 400 mg/kg.

Conclusions: These results suggest that aqueous extract of E. speciosa may contain some potent compounds, which could be used alone or in combination with other antibiotics against H. pylori infection, and further reinforce the therapeutic use of this medicinal plant for the management of gastric ulcers.

Keywords: AlamarBlue® assay; Eremomastax speciosa; Helicobacter pylori; NMRI mice.

Resumen

Contexto: Los tratamientos convencionales contra Helicobacter pylori (la principal causa de úlceras gástricas) presentan algunas limitaciones debido a la resistencia a los antibióticos. Por lo tanto, la elaboración de tratamientos alternativos, que sean efectivos y con menor toxicidad, sigue siendo un desafío importante. Por lo tanto, Eremomastax speciosa, una planta con propiedades antiulcerosas bien establecidas, ha sido evaluada por su potencial anti-H. pylori.

Objetivos: Investigar las posibles propiedades anti-Helicobacter pylori del extracto acuoso de hojas de Eremomastax speciosa.

Métodos: Las cepas de H. pylori se aislaron de biopsias gástricas recogidas en el hospital Civil, Karachi. Las pruebas de susceptibilidad in vitro contra H. pylori se realizaron utilizando el ensayo AlamarBlue® en microplaca. Entonces se determinaron MIC y MBC. Se realizó una prueba rápida de erradicación de H. pylori in vivo en ratones.

Resultados: E. speciosa fue activa en todas las cepas de H. pylori con MIC a 8 mg/mL y MBC por encima de 32 mg/mL, lo que indica que este extracto es bacteriostático. La microscopía de fuerza atómica y la microscopía electrónica de barrido revelaron perturbaciones en la morfología de H. pylori después de la exposición a E. speciosa. La colonización por H. pylori en ratones fue erradicado por E. speciosa con diferencias significativas en las dosis de 200 y 400 mg/kg.

Conclusiones: El extracto acuoso de E. speciosa es potente contra la infección por H. pylori y refuerza aún más el uso terapéutico de esta planta medicinal para el tratamiento de las úlceras gástricas.

Palabras Clave: ensayo AlamarBlue®; Eremomastax speciosa; Helicobacter pylori; ratones NMRI.

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Citation Format: Siwe GT, Maharjan R, Amang AP, Mezui C, Zondegoumba EN, Akhtar SS, Choudhary MI, Tan PV (2020) Eremomastax speciosa (Hochst.) Cufod. (Acanthaceae) leaves aqueous extract eradicates Helicobacter pylori infection in mice. J Pharm Pharmacogn Res 8(2): 135–145.

© 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)

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)