O câncer é uma doença genética complexa, geralmente resultado de um processo multifatorial, que ocasiona alterações sucessivas em genes relacionados à proliferação, diferenciação e morte celular. Produtos naturais são amplamente utilizados na terapia do câncer e continuam representando uma fonte promissora para a descoberta de novos agentes antineoplásicos. Croton polyandrus Spreng. é conhecida popularmente como “croton de tabuleiro” e é pouco relatada na literatura tanto do ponto de vista fitoquímico como farmacológico. Dados recentes mostram que o componente majoritário do óleo essencial das folhas dessa espécie é o p-cimeno, e que o referido óleo apresenta atividade antifúngica, mas não possui efeito antitumoral in vitro. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antitumoral in vivo e toxicidade do óleo essencial das folhas de C. polyandrus (O.E.C.). No ensaio de hemólise em eritrócitos de camundongos foi obtido um valor de CH50 de 141,0 μg/mL, o que sugere moderada citotoxicidade nesse tipo de célula não tumoral, que é comumente afetada na terapia antineoplásica. No ensaio toxicológico agudo em camundongos o valor estimado da DL50 foi 447,18 mg/kg. Após administração aguda do O.E.C. foram observados efeitos depressores do SNC, bem como redução no peso corporal dos animais tratados com 250 e 375 mg/kg do óleo. Apesar de não apresentar atividade antitumoral in vitro, como também demonstrado no ensaio de citotoxicidade em células de carcinoma ascítico de Ehrlich (CI50 = 270,6 μg/mL), O.E.C. mostrou significante atividade in vivo na mesma linhagem celular, após nove dias de tratamento com 100 e 150 mg/kg do óleo, considerando-se os parâmetros volume, peso e viabilidade das células tumorais. Não houve diferença significante entre o efeito produzido pelo óleo nas doses de 100 e 150 mg/kg e àquele produzido pelo 5-FU (droga padrão) - 25 mg/kg. Houve um aumento significante na porcentagem de células em apoptose tardia/necrose após o tratamento de nove dias com ambas as doses do óleo. Na análise da distribuição das células nas diferentes fases do ciclo celular, foi observado que O.E.C. induziu parada do ciclo na fase G0/G1 e aumento da fração sub-G1, o que sugere indução de morte celular por apoptose. Observou-se ainda, aumento na média de sobrevida dos animais transplantados com tumor de Ehrlich. As análises toxicológicas indicam que, após nove dias de tratamento com O.E.C. foi observado redução no peso corporal, aumento da atividade das transaminases (AST e ALT) e alterações hematológicas sugestivas de anemia. Ainda, foi observada diminuição na contagem de leucócitos e linfócitos, bem como redução no índice de timo, dados esses que em conjunto sugerem imunossupressão, efeito comumente observado após terapia antineoplásica. A análise histopatológica confirmou o indício de hepatotoxicidade, especialmente para a dose de 150 mg/kg do O.E.C., entretanto, os danos foram considerados moderados e reversíveis. O.E.C. não induziu aumento na quantidade de eritrócitos micronucleados, no ensaio do micronúcleo, o que indica ausência de genotoxicidade. Portanto, é possível inferir que o O.E.C. apresenta atividade antitumoral in vivo com moderada toxicidade, o que não representa um fator limitante para a continuação de seus estudos pré-clínicos.