Toxicity and genotoxicity of drugs used in the Covid-19 pandemic through the Allium cepa bioassay

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i13.33940

Keywords:

Covid-19; Drug; Genotoxicity.

Abstract

During the Covid-19 pandemic, there was an increase in the commercial consumption of the medicines Hydroxychloroquine and Ivermectin for the treatment of the disease due to the positive results found in in vitro tests. However, there is no scientific evidence that these drugs, in safe dosages, are effective for the pathology in humans. In this sense, this study aimed to evaluate the toxicity and genotoxicity of drugs through the Allium cepa bioassay. Thus, for the positive control, 800mg of Paracetamol was used and for the negative control, treated water. The drugs Hydroxychloroquine and Ivermectin showed toxic potential at their usual dosages. In addition, one of the bulbs treated with Ivermectin showed morphological changes in its roots. The antimalarial drug (Hydroxychloroquine) did not present a genotoxic risk at the dosages tested, but it poses a risk to human health when administered in excess, without medical advice, or in association with other drugs, such as azithromycin. The drug Ivermectin presented a genotoxic risk in two of the four concentrations tested, showing an increase in the number of micronuclei according to the increase in the dose. Therefore, for the consumption of these drugs, responsible medical monitoring is necessary, in addition to following the appropriate recommendations. To date, the correct vaccination protocol is the only effective method of prophylaxis.

Author Biographies

Thais Lucena de Oliveira, Universidade Federal de Campina Grande

Graduate student in Biological Sciences - UFCG

Marcos Antonio Nobrega de Sousa, Universidade Federal de Campina Grande

Degree in Biological Sciences from the Federal University of Paraíba (1997),
a Master's degree in Biological Sciences (Zoology) from the Federal University of Paraíba (1999)
and a PhD in Biological Sciences (Genetic Biology) from the University of São Paulo (2006).
Professor at the Federal University of Campina Grande.
Experience in Genetics, working mainly on the following topics: cytogenetics, mutagenesis and genotoxicity.
Interest in Molecular Biology and Bioinformatics.

Eliane Alves Lustosa, Universidade Federal de Campina Grande

Undergraduate student in Biological Sciences at the Federal University of Campina Grande (UFCG)
Patos Campus, Paraíba. Participated in the Scientific Initiation Volunteer Program (PIVIC) for the period 2018-2019 and 2021-2022.
He is currently developing research in the area of ​​Environmental Education, Environmental Sciences and Genetics.

Jair Moisés de Sousa, Universidade Federal de Campina Grande

Federal University of Campina Grande / Professor

Abrahão Alves de Oliveira Filho, Universidade Federal de Campina Grande

Federal University of Campina Grande / Professor

Raline Mendonça dos Anjos, Universidade Federal de Campina Grande

Federal University of Campina Grande / Professor

Francisca Vitória Amaral Nóbrega, UNIFIP - Centro Universitário de Patos

UNIFIP - Centro Universitário de Patos / Especialista

References

Andrade, D. S & Moraes, L. R.S. (2018). Avaliação do potencial citotóxico e genotóxico do atenolol e captopril em células meristemáticas de raízes de Allium cepa. Monografia (Graduação em Biomedicina) – Centro Universitário UNINOVAFAPI, Teresina, (2018). Disponível em: https://assets.uninovafapi.edu.br/arquivos/old/arquivos_academicos/repositorio_Biblioteca/biomedicina/20182/AVALIA%C3%87%C3%83O%20DO%20POTENCIAL%20CITOT%C3%93XICO%20E%20GENOT%C3%93XICO%20DO%20ATENOLOL%20E%20CAPTOPRIL%20EM%20C%C3%89LULAS%20MERISTEM%C3%81TICAS%20DE%20RA%C3%8DZES%20DE%20ALLIUM%20CEPA.pdf. Acesso em: 10 de julho de 2022.

Andrade, R. B & Campos, N. A. (2020). Comparação da frequência de micronúcleos entre indivíduos fumantes e não fumantes: uma revisão sistemática. Jornal Brasileiro de Patologia e Medicina Laboratorial, 56. DOI: https://doi.org/10.5935/1676-2444.20200022.

Axfors, C., Schmitt, A. M., Janiaud, P., van’t Hooft, J., Abd-Elsalam, S., Abdo, E. F., Abella, B. S., Akram, J., Amaravadi, R. K., Angus, D. C., Arabi, Y. M., Azhar, S., Baden, L. R., Baker, A. W., Belkhir, L., Benfield, T., Berrevoets, M. A. H., Chen, C.-P., Chen, T.-C., ... & Hemkens, L. G. (2021). Mortality outcomes with hydroxychloroquine and chloroquine in COVID-19 from an international collaborative meta-analysis of randomized trials. Nature Communications, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22446-z

Bagatini, M. D., Silva, A. C. F. d., & Tedesco, S. B. (2007). Uso do sistema teste de Allium cepa como bioindicador de genotoxicidade de infusões de plantas medicinais. Revista Brasileira de Farmacognosia, 17(3), 444–447. https://doi.org/10.1590/s0102-695x2007000300019

Barbosa, A. M. DA C.; Dias, A. M.; Lambert, G. C.; Freire, J. O.; Marques, J. C.; Santana, K. DE O.; Silvério, K. DA S.; Marcacini, L. V.; Lima, M. E. T.; Pinto, P. A. Q.; Silva, S. N. L.; Costa, T. S. DA; Vitorino, U. B.; Cruz, Y. V. C.; & Paula, F. B. DE A. (2021). Reuse of drugs for COVID-19: advisable or not?. Research, Society and Development, [S. l.], 10 (17), e197101724278. DOI: 10.33448/rsd-v10i17.24278.

Besaratinia, A., Caliri, A. W., & Tommasi, S. (2021). Hydroxychloroquine induces oxidative DNA damage and mutation in mammalian cells. DNA repair, 106, 103180. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2021.103180.

Bohrer, J. K., Santos, A. P. dos, Perszel, A., Gomes, E. M. V. ., Berti, A. P., & Düsman, E. (2022). Cytotoxicity and mutagenicity of female contraceptives in Allium cepa L. Research, Society and Development, 11(11), e393111133841. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i11.33841

Cirilo, N. R. M., Arriel, E. F., Gomes, V. F., Costa, G. A. da C., Oliveira, E. de, Junior, J. A. de F., Leite, J. A., & Arriel, L. C. (2019). Qualidade da água no enraizamento de Allium cepa L. em sistema de hidroponia para o estudo da mitose / Water quality in the rooting of Allium cepa L. in a hydroponic system for the study of mitosis. Brazilian Journal of Development, 5(12), 29405–29416. https://doi.org/10.34117/bjdv5n12-097

El-Ashmawy, I. M., el-Nahas, A. F., & Bayad, A. E. (2011). Teratogenic and cytogenetic effects of ivermectin and its interaction with P-glycoprotein inhibitor. Research in veterinary science, 90(1), 116–123. https://doi.org/10.1016/j.rvsc.2010.05.020

Filho, A. D. O.; Bezerra, L. T. C. N.; Alves, N. S.; & Neves, S. J. F. (2021). Aumento do consumo de ivermectina no Brasil e o risco de surtos de escabiose. Research, Society and Development, 10 (10), e414101018991, (CC BY 4.0). ISSN 2525-3409.

Fiskesjö, G. (2008). The Allium test as a standard in environmental monitoring. Hereditas, 102 (1), 99–112. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1985.tb00471.x.

Frota, R. G., Amorim, Á. D. S., Carneiro, J. K. R., & Oliveira, M. A. S. (2019). Citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade da infusão de plectranthus barbatus – lamiaceae (malva-santa) avaliada pelo sistema teste Allium cepa. Revista de Ciências Médicas e Biológicas, 18(1), 67. https://doi.org/10.9771/cmbio.v18i1.27020.

Krolewiecki, A., Lifschitz, A., Moragas, M., Travacio, M., Valentini, R., Alonso, D. F., Solari, R., Tinelli, M. A., Cimino, R. O., Álvarez, L., Fleitas, P. E., Ceballos, L., Golemba, M., Fernández, F., Fernández de Oliveira, D., Astudillo, G., Baeck, I., Farina, J., Cardama, G. A., ... & Lanusse, C. (2021). Antiviral effect of high-dose ivermectin in adults with COVID-19: A proof-of-concept randomized trial. EClinicalMedicine, 37, 100959. https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2021.100959.

Lessa, L. R.; & Cariello, F. M. R. (2017). Adsorção Do Paracetamol Em Carvão Ativado: Regressão Da Citotoxicidade E Mutagenicidade No Sistema Allium cepa. Revista Hórus, 12 (1), 44-54.

Lima, A. D. S., Lustosa, J. R., & Batista, N. J. C. (2021). Evidências científicas acerca da indução de genotoxicidade provocada pela hidroxiuréia em pacientes com anemia falciforme. RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar - ISSN 2675-6218, 2(4), Artigo e24276. https://doi.org/10.47820/recima21.v2i4.276.

Martins K. F.; & Filho, J. B. (2003). Determinação da Frequência de Micronúcleos e Outras Alterações Nucleares em Células da Mucosa Bucal de Indivíduos Não-Fumantes e Fumantes. Revista da Faculdade de Ciências Médicas de Sorocaba, 5 (1), 43-53.

Melo, J. R. R., Duarte, E. C., Moraes, M. V. D., Fleck, K., & Arrais, P. S. D. (2021). Automedicação e uso indiscriminado de medicamentos durante a pandemia da COVID-19. Cadernos de Saúde Pública, 37(4). https://doi.org/10.1590/0102-311x00053221.

Mendonça-Gomes, J. M., da Costa Araújo, A. P., da Luz, T. M., Charlie-Silva, I., Braz, H., Jorge, R., Ahmed, M., Nóbrega, R. H., Vogel, C., & Malafaia, G. (2021). Environmental impacts of COVID-19 treatment: Toxicological evaluation of azithromycin and hydroxychloroquine in adult zebrafish. The Science of the total environment, 790, 148129. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148129.

Messias, J. B., Brito, R. L. d., Beltrão, G. T. d. A., Messias, I. M. d. O., Florêncio, M. S., Luz, B. R. d. A., Rocha, S. W. N. S., Caraciolo, M. C. d. M., & Silva Filho, J. F. d. (2019). Citogenotoxicidade e mutagenicidade do sulfato de cobre em diferentes variedades de Allium cepa LINN. In Conceitos básicos da genética (pp. 54–64). Atena Editora. https://doi.org/10.22533/at.ed.2141921066.

Molinari, G., Soloneski, S., Reigosa, M. A., & Larramendy, M. L. (2009). In vitro genotoxic and cytotoxic effects of ivermectin and its formulation ivomec on Chinese hamster ovary (CHOK1) cells. Journal of hazardous materials, 165(1-3), 1074–1082. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.10.083.

Oliveira, R., Grisolia, C. K., Monteiro, M. S., Soares, A. M., & Domingues, I. (2016). Multilevel assessment of ivermectin effects using different zebrafish life stages. Comparative biochemistry and physiology. Toxicology & pharmacology : CBP, 187, 50–61. https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2016.04.004

Oliveira, T. L. d., Lustosa, E. A., Nóbrega, F. V. A., & Sousa, M. A. N. d. (2021). Toxicidade de medicamentos de uso popular na covid-19. In Ciências da saúde: Pesquisas e práticas multidisciplinares (pp. 452–465). Editora e-Publicar. https://doi.org/10.47402/ed.ep.c2022177339900.

Parvan, L. G., Leite, T. G., Freitas, T. B., Pedrosa, P. A. A., Calixto, J. S., & Agostinho, L. d. A. (2020). Bioensaio com Allium cepa revela genotoxicidade de herbicida com flumioxazina. Revista Pan-Amazônica de Saúde, 11. https://doi.org/10.5123/s2176-6223202000544.

Pinheiro, D. B., Morais, J. P. S. d. N., Silva, T. M. d., Oliveira, W. R. d., & Machado, K. d. C. (2022). Avaliação da toxicidade da ivermectina no modelo vegetal de Allium cepa. E-Acadêmica, 3(2), Artigo e3432205. https://doi.org/10.52076/eacad-v3i2.205.

Pinto, M. S.; Silva, L. R.; Manso, J. A. X.; & Filho, A. V. M. (2020). Avaliação Do Potencial Citotóxico e Genotóxico do Medicamento Cloridrato De Bupropiona em Testes Allium cepa E Micronúcleo. Saúde & Ciência Em Ação – Revista Acadêmica do Instituto de Ciências da Saúde, 6 (1). ISSN:24479330.

Santos, J. R. M. d., Monteiro, L., Sousa, S. G. d., & Araújo, B. G. d. (2021). Os riscos da automedicação por hidroxicloroquina frente a Pandemia de COVID-19/ The risks of hydroxychlorochine self-medication in front of the COVID-19 Pandemic. Brazilian Journal of Health Review, 4 (3), 11185–11204. https://doi.org/10.34119/bjhrv4n3-123.

Santos, P. N. dos, Paz, F. A. do N., Santos, E. N. dos, Batista, N. J. C., Carvalho, T. M. de, & Costa, C. L. S. da. (2020). Analysis of the cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential of the hydroalcoholic extract of Morus nigra L. Leaves through the bioassay Allium cepa. Research, Society and Development, 9 (4), e132942968. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.2968.

Sharun, K., Dhama, K., Patel, S.K., Pathak, M., Tiwari, R., Singh, B. R., Sah, R., Bonilla-Aldana, D. K., Rodriguez-Morales, A. J. & Leblebicioglu, H. (2020). Ivermectin, a new candidate therapeutic against SARS-CoV2/COVID-19. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials, 19(1), 23. https://doi.org/10.1186/s12941-020-00368-w

Silva, B. C. G. d., Silva, A. P. R. d., Karsburg, I. V., Castro, J. C. d., Barros, G. d. S., & Lucca, C. Z. (2021a). A citotoxicidade do barbatimão (stryphnodendron adstringens (mart) coville)) com o uso dos sistemas Allium cepa e pisum sativum / the cytootoxicity of barbatimão stryphnodendron adstringens (mart) coville)) with the use of the systems Allium cepa and pisum sativum. Brazilian Journal of Development, 7(3), 31230–31241. https://doi.org/10.34117/bjdv7n3-716.

Silva, C. R. F. d., Melo, N. J. d. A., Menezes, E. d. L. C., Filho, E. F. d. S., Pereira, J. C. d. S., Nunes, M. M., Nóbrega, F. V. A., & Sousa, M. A. N. d. (2021b). Estudo do potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico do extrato aquoso de Tabebuia aurea em células de Allium cepa. In Ciências Biológicas: Desenvolvimento em pesquisas aplicadas, 1, 277–296. Editora e-Publicar. https://doi.org/10.47402/ed.ep.c202173219585.

Sousa, F. A., de Morais, C. R., Vieira, J. S., Maranho, L. S., Machado, F. L., Pereira, S., Barbosa, L. C., Coelho, H. E., Campos, C. F., & Bonetti, A. M. (2019). Genotoxicity and carcinogenicity of ivermectin and amoxicillin in vivo systems. Environmental toxicology and pharmacology, 70, 103196. https://doi.org/10.1016/j.etap.2019.103196

Souza, E. d. S., Martins, W. P., & Morais, Y. d. J. (2021). Intervenção farmacêutica no uso indiscriminado da ivermectina: Um estudo comparativo. Research, Society and Development, 10(11), e312101119787. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19787.

Souza, G. R. e., Trota, L. F., Leite, S. K., Guerra, D. P., Santos, A. P., Arruda, M. P., Tonholo, L. d. C., & Cunha, R. M. d. C. (2020). Hidroxicloroquina no tratamento da Covid-19: Uma revisão narrativa. Revista Eletrônica Acervo Saúde, (46), e4029. https://doi.org/10.25248/reas.e4029.2020.

Sturbelle, R. T., Pinho, D. S. d., Restani, R. G., Oliveira, G. R. d., Garcias, G. d. L., & Martino-Roth, M. d. G. (2010). Avaliação da atividade mutagênica e antimutagênica da Aloe vera em teste de Allium cepa e teste de micronúcleo em linfócitos humanos binucleados. Revista Brasileira de Farmacognosia, 20 (3), 409–415. https://doi.org/10.1590/s0102-695x2010000300019.

Wu, L., Yi, H., & Yi, M. (2010). Assessment of arsenic toxicity using Allium/Vicia root tip micronucleus assays. Journal of Hazardous Materials, 176 (1-3), 952–956. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.11.132.

Published

06/10/2022

How to Cite

OLIVEIRA, T. L. de .; SOUSA, M. A. N. de .; LUSTOSA, E. A. .; SOUSA, J. M. de .; OLIVEIRA FILHO, A. A. de .; ANJOS, R. M. dos .; NÓBREGA, F. V. A. . Toxicity and genotoxicity of drugs used in the Covid-19 pandemic through the Allium cepa bioassay. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 13, p. e244111333940, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i13.33940. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/33940. Acesso em: 16 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences