A incorporação de compostos naturais e nutracêuticos antioxidantes sobre a dieta alimentar ou durante os intervalos dos ciclos quimioterápicos, tem sido empregada como uma alternativa terapêutica para a compensação dos efeitos tóxicos de antineoplásicos, com riscos para a eficácia das terapias oncológicas. O objetivo da pesquisa foi detectar os possíveis efeitos modulatórios do palmitato de retinol sobre os danos toxicogenéticos induzidos pelos antineoplásicos ciclofosfamida, doxorrubicina, isoladas ou em associação. Os testes não clínicos aplicados foram: teste em Saccharomyces cerevisiae; teste de micronúcleos com bloqueio de citocinese e ensaio cometa em Sarcoma 180; e testes cometa e de micronúcleos em linfócitos de sangue periférico e células de medula óssea em Mus musculus. Para os tratamentos dos compostos em Saccharomyces cerevisiae e Sarcoma 180, as concentrações foram de 2 µg/mL para a doxorrubicina, 20 µg/mL para a ciclofosfamida, 2/20 µg/mL para a associação dos antineoplásicos, e de 1, 10 e 100 UI/mL para o palmitato de retinol. Nos tratamentos em Mus musculus, as doses dos antineoplásicos foram similares. Os antineoplásicos induziram significantes danos oxidativos, em linhagens de S. cerevisiae, toxicogenéticos (micronúcleos, pontes citoplasmáticas, brotos nucleares, apoptose e necrose) e genotóxicos (danos nucleares) em Sarcoma 180, assim como induziram efeitos mutagênicos, citotóxicos, e genotóxicos em células de sangue periférico e de medula óssea de camundongos. Entretanto, o palmitato de retinol modulou os mecanismos oxidativos dos antineoplásicos em S. cerevisiae, efeitos toxicogenéticos e genotóxicos em S-180, aneugênicos e/ou clastogênicos e citotóxicos em Mus musculus, com execelentes percentuais para as atividades antigenotóxicas, antimutagênicas e anticitotóxicas. Estes dados inferem que os antineoplásicos induzem instabilidades genéticas em células tumorais e não tumurais, que podem ser minimizadas pelo palmitato de retinol, com risos para eficácia de terapias. Diante de controvérsias, ainda são necessários mais estudos para melhor esclarecer os mecanismos antitumorais dos antineoplásicos, assim como os benefícios e riscos do uso de antioxidantes durante as terapias oncológicas.