ABSTRACT: Beta-sitosterol (BS) and pteropodine (PT) are constituents of various plants with pharmacological activities potentially useful to man. The chemicals themselves possess biomedical properties related to the modulation of the immune and the nervous systems, as well as to the inflammatory process. Therefore, safety evaluation of the compounds is necessary in regard to their probable beneficial use in human health. The present work evaluates their genotoxic and cytotoxic potential by determining the capacity of the compounds to induce sister chromatid exchanges (SCE), or to alter cellular proliferation kinetics (CPK) and the mitotic index (MI) in mouse bone marrow cells. Besides, it also determines their capacity to increase the rate of micronucleated polychromatic erythrocytes (MNPE) in peripheral mouse blood, and the relationship polychromatic erythrocytes/normochromatic erythrocytes (PE/NE) as an index of cytotoxicity. After this assessment we studied the ability of pteropodine and beta-sitosterol to decrease the rate of sister-chromatid exchanges and micronucleated polychromatic erythrocytes in mice administered doxorubicin (DX). We also determined its capacity to induce lymphocyte production in mice as well as its free radical scavenging potential by applying the DPPH assay. For the first assay, four doses of each compound were tested: 200, 400, 600, and 1000 mg/kg in case of BS, and 100, 200, 300, and 600 mg/kg for PT. The results in regard to both agents showed no SCE increase induced by any of the tested doses, as well as no alteration in the CPK, or in the MI. With respect to the second assay, the results obtained with the two agents were also negative for both the MNPE and the PE/NE index along the daily evaluation made for four days. In the present study, the highest tested dose corresponded to 80% of the LD50 obtained for BS and to 78% in the case of PT. For the second assay we found PT (100-600 mg/kg) to significantly decrease the frequency of SCE and MNPE in mice administered with 10 mg/kg of DX. Furthermore, we determined that pteropodine partially corrected bone marrow cytotoxicity induced by doxorubicin, as it showed an improvement in the rate of polychromatic erythrocytes. Besides, 600 mg/kg of PT increased 25.8% of the production of lymphocytes over the control value along a 96-hr assay, and it exhibited a strong capacity to trap the DPPH-free radical (98.26% with 250 microg/ml). BS, in doses from 200 to 1,000 mg/kg, was able to significantly reduce the frequency of SCE induced by 10 mg/kg of DX in bone marrow cells. The same range of BS doses also gave rise to a strong reduction in the rate of micronucleated, polychromatic erythrocytes induced by DX. In addition, we determined an increase in the production of lymphocytes in mice administered with BS. By means of the DPPH assay. The results obtained establish that the studied agents have neither genotoxic nor cytotoxic effect on the model used. Our results establish that PT is an effective antimutagen in the model used, and suggest that this compound deserves further research in the area of cell protective potential and its mechanism of action. BS was shown to trap free radicals in a concentration dependent manner as high as 78.12% using 250 μg/ml. Our research established three relevant biological activities of PT and BS which show their potential as a chemopreventive agents.
RESUMEN: Beta-sitosterol (BS) y pteropodina (PT) son componentes de diversas plantas con actividades farmacológicas potencialmente útiles para el hombre. Estos compuestos poseen propiedades biomédicas relacionadas con la modulación del sistema inmunitario, el sistema nervioso, así como para procesos inflamatorios. Por lo tanto es necesaria, la evaluación de la seguridad en el uso de estas sustancias con respecto a su probable uso benéfico en la salud humana. El presente trabajo se evaluó en primer término la actividad genotóxica y su potencial citotóxico mediante la determinación de la capacidad de ambos compuestos para inducir intercambio de cromátidas hermanas (ICH), o para alterar el cinética de proliferación celular (CPK) y el índice mitótico (IM) células de médula ósea de ratón. Además, se determinó la capacidad para aumentar la tasa de eritrocitos policromáticos micronucleados (MNPE) en la sangre periférica de ratón y la relación entre eritrocitos policromáticos / eritrocitos normocromáticos (PE/NE) como un índice de citotoxicidad. Después de esta evaluación, se evaluó la capacidad de pteropodina y beta-sitosterol para disminuir la tasa de ICH y MNPE en ratones administrados con doxorrubicina (DX). También se determinó la capacidad para inducir la producción de linfocitos en ratones, así como su potencial para atrapar radicales libres mediante la aplicación de la técnica DPPH. Para la primera prueba, se probaron cuatro dosis de cada compuesto: 200, 400, 600 y 1000 mg/kg en caso de BS y 100, 200, 300 y 600 mg/kg para PT. Los resultados en lo que respecta a ambos agentes no mostraron ningún aumento SCE inducida por cualquiera de las dosis probadas, así como no hubo alteración en la CPK, o en el IM. Con respecto a la determinación de la segunda prueba, los resultados obtenidos con los dos agentes también fueron negativos para el MNPE y el índice de PE/NE a lo largo de la evaluación diaria realizada durante cuatro días. En el presente estudio, la mayor dosis probada correspondía al 80% de la DL50 obtenidos para BS y al 78% en el caso de PT. Se comprobó que pteropodina (100-600 mg/kg) disminuye considerablemente la frecuencia de ICH y MNPE en ratones administrados con 10 mg/kg de DX. Además, se determinó que pteropodina parcialmente corregía la citotoxicidad de médula ósea inducida por la doxorrubicina, y mostró una mejoría en la tasa de eritrocitos policromáticos. Además, con la dosis de 600 mg/kg de pteropodina hubo un aumento del 25,8% en la producción de linfocitos comparados con el grupo control a lo largo del ensayo de 96 horas, y exhibió una gran capacidad para atrapar el radical libre de DPPH (98.26% con 250 microg/ml). BS, en dosis de 200 a 1.000 mg/kg, fue capaz de reducir significativamente la frecuencia de ICH inducida por 10 mg/kg de DX en las células de la médula ósea. Los mismos rangos de dosis de BS también dieron lugar a una fuerte reducción en la tasa de MNPE por DX. Además, se determinó un aumento en la producción de linfocitos en ratones administrados con BS. Por lo tanto se establece con los resultados obtenidos que los agentes estudiados no tienen actividad genotóxica, ni efecto citotóxico en el modelo utilizado. Por otro lado nuestros resultados establecen que PT es un antimutágeno eficaz en el modelo empleado lo que sugiere más investigaciones en el área de protección y su posible mecanismo de acción. Beta-sitosterol fue demostró capacidad para atrapar a los radicales libres de una manera dependiente a la concentración tan alta como su porcentaje de 78.12 con 250 ?g/ml. Nuestra investigación estableció tres actividades biológicas pertinentes de PT y BS que muestran su potencial como agentes quimiopreventivos.
