O câncer é uma neoplasia com altos níveis de morbidade/mortalidade. O uso de antioxidantes durante a quimioterapia ainda apresenta controvérsias, devido aos riscos de modular a eficácia das terapias oncológicas. O objetivo do estudo foi verificar os possíveis efeitos da associação entre o palmitato de retinol e o ácido ascórbico diante dos danos toxicogenéticos de antineoplásicos em Saccharomyces cerevisiae, Allium cepa, Artemia salina e Mus musculus com aplicação de biomarcadores citogenéticos e análises hematológicas e bioquímicas. O palmitato de retinol (100 UI/ml) em co-tratamento com o ácido ascórbico (2 µM/ml) foi testado frente a ciclofosfamida (20 µg/ml), doxorrubicina (2 µg/ml) e esquema AC (20/2 µg/ml) em S. cerevisiae, A. cepa e A. salina. As doses em Mus musculus foram: ácido ascórbico (2 µM/kg); palmitato de retinol (100 UI/kg); ciclofosfamida (20 mg/kg); doxorrubicina (2 mg/kg) e esquema AC (20/2 mg/kg). Em S. cerevisiae os danos oxidativos citoplasmáticos e mitocondriais induzidos pelos antineoplásicos foram significantemente modulados pela associação entre os antioxidantes, assim como os efeitos tóxicos e citotóxicos em A.cepa e A. salina, bem como os efeitos mutagênicos em A.cepa. Em Mus musculus a associação do palmitato de retinol com o ácido ascórbico diminuiu significantemente o índice e a frequência de danos ao DNA bem como os efeitos aneugênicos e/ou clastogênicos e citotóxicos em células não neoplásicas de medula óssea e sangue periférico. As alterações bioquímicas e hematológicas induzidas pelos antineoplásicos também foram minimizadas. Os dados apontam que a associação dos antioxidantes em estudo apresenta significantes efeitos antitóxicos/anticitotóxicos, antigenotóxicos e antimutagênicos protegendo os organismos de instabilidades genéticas. Entretanto, esses efeitos, se observados em células tumorais podem comprometer a eficácia das terapias oncológicas, pela modulação toxicogenética dos mecanismos antitumorais dos antineoplásicos