Cytotoxic evaluation of essential oil from Casearia sylvestris Sw on human cancer cells and erythrocytes

Abstract

Casearia sylvestris (Flacourtiaceae) is a plant popularly known as "guaçatonga" and it is used by indigenous population from South America (Brazil, Peru and Bolivia) in the treatment of several diseases, including cancer. Cytotoxic studies showed that it presents an interesting antitumoral potential due to the presence of casearins and the essential oil showed a high percentage of potent cytotoxic sesquiterpenes (β-caryophyllene and α-humulene). In this work, we verified that the essential oil of C. sylvestris presents a good selective cytotoxicity against HeLa, A-549 and HT-29 tumor cells (CD 50 63.3, 60.7 and 90.6 µg.ml ). The oil causes hemolysis in seven different kinds of erythrocytes, indicating that C. sylvestris must be used carefully. Besides, standard of β-caryophyllene and α-humulene were also tested and they showed similar cytotoxicity to the cytotoxicity presented in the oil, indicating that they might be responsible for the toxic effects that were observed in this study.KEYWORDS: Cytotoxicity, Casearia sylvestris, Erythrocytes, Essential oil, MTT, Sesquiterpenes. Avaliação citotóxica do óleo essencial de Casearia sylvestris Sw sobre células tumorais humanas e eritrócitos RESUMOA Casearia sylvestris (Flacourtiaceae) é uma planta popularmente conhecida como "guaçatonga" e é usada por povos indígenas da América do sul (Brasil, Peru e Bolivia) no tratamento de muitas doenças, incluindo câncer. Estudos citotóxicos mostraram que esta planta apresenta um possível e interessante potencial antitumoral devido à presença de moléculas chamadas casearinas. Além disso, a composição do óleo essencial mostrou uma alta concentração de sesquiterpenos de alto potencial citotóxico. Neste trabalho, nós verificamos que o óleo essencial da C. sylvestris apresentou uma boa citotoxicidade seletiva contra as linhagens de células tumorais HeLa, A-549 and HT-29 (CD 50 63,3, 60,7 e 90,6 µg.ml ). Além disso, o óleo causou hemólise em sete diferentes tipos de eritrócitos, indicando que a C. sylvestris precisa ser usada com cuidado. Também foram testados padrões de β-cariofileno e α-humuleno que mostraram citotoxicidade similar àquelas apresentadas pelo óleo, indicando que estes compostos podem ser os responsáveis pelos efeitos tóxicos que foram observados neste estudo.

Identification and comparison of the volatile constituents of fresh and dried leaves ofSpondias mombinfound in North-central Nigeria:in vitroevaluation of their cytotoxic and antioxidant activities

“…Various reports showed that the major constituents in the oils such as b-caryophellene, a-humulene, caryophyllene oxide and belemene exhibited cytotoxic activity against different cell lines. Their potency could be as a result of higher percentage of b-caryophellene and a-humulene present in the fractions, since (E)-bcaryophellene and a-humulene have been reported to be cytotoxic against several human cancer cell lines, such as Hela, MCF-7, MDA-MB-468, UACC-257, DLD-1, A549 and HT-29 (Cole et al 2007;Legault & Pichette 2007;Silva et al 2008;Su & Ho 2013). Owolabi et al (2013) reported in vitro cytotoxicity activity of (E)-b-caryophellene, caryophyllene oxide and a-humulene obtained from A. muricana leaf oil against MCF-7 cells with LC 50 values of 38.8, 23.0 and 22.1 lg/mL.…”

Efecto in vitro de los terpenos lupeol y casearina G sobre células sanguíneas y tumorales

“…sylvestris es una planta utilizada por indí-genas de América del Sur para el tratamiento de varias enfermedades, incluyendo cáncer 8 . Nuestros resultados podrían explicar, al menos en parte, las propiedades antitumorales que se le atribuyen a esta planta (pues la casearina G es, según datos aún no publicados, el diterpeno tipo clerodano más abundante en esta planta), toda vez que la casearina G mostró efecto citotóxico y citostático in vitro contra células tumorales PC-3 y MCF-7.…”

“…Nuestros resultados podrían explicar, al menos en parte, las propiedades antitumorales que se le atribuyen a esta planta (pues la casearina G es, según datos aún no publicados, el diterpeno tipo clerodano más abundante en esta planta), toda vez que la casearina G mostró efecto citotóxico y citostático in vitro contra células tumorales PC-3 y MCF-7. Estudios previos de citotoxicidad muestran que la CD 50 (que en nuestro artículo se define como IC 50 ) del aceite de C. sylvestris para las células tumorales HeLa, A-549 y HT-29 es 63,3, 60,7 y 90,6 μg/ml, respectivamente 8 . También reportamos que la IC 50 de la casearina G para las células tumorales PC-3 y MCF-7 es 13,3 y 11,8 μM, respectivamente.…”

“…El hecho de que altas concentraciones de la casearina G causaron hemólisis de eritrocitos humanos in vitro, sugiere que este compuesto podría ser responsable del efecto hemolítico del aceite de C. sylvestris descrito por otros autores 8 .…”

“…Estudios de citotoxicidad muestran que C. sylvestris presenta un interesante potencial antitumoral debido a la presencia de casearinas 6,7 . Ha sido descrito que el aceite de C. sylvestris presenta citotoxicidad contra las células tumorales HeLa, A-549 y HT-29 y efecto hemolítico sobre eritrocitos de diferentes especies 8 .…”