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    The Allium cepa comet assay for environmental sample assessment: a scoping review

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    The purposes of this review were to investigate the application of the comet assay in Allium cepa root cells to assess the genotoxicity of environmental samples and to analyse the experimental procedures employed. A literature search was performed selecting articles published between January 2000 and October 2023 from online databases using the combined search terms "comet assay" and "Allium cepa". Only 18 papers met the inclusion criteria. None of these were published in the first eight years (2000-2007), highlighting the increasing interest in using the comet assay on Allium cepa to analyse environmental samples over the last decade. The majority of the selected studies (15/18, 83%) were performed on samples belonging to the water compartment on onion bulbs. Half of the selected studies (9/18) were conducted to demonstrate the DNA damaging effect of the sample, while the other half of the studies not only recognized the presence of genotoxic agents but also addressed possible remediation measures. Detailed analysis of the experimental procedures revealed heterogeneity in many key steps, such as exposure time, test controls, nuclei isolation solutions, duration of electrophoresis, number of nuclei scored. This literature review has shown that the comet assay on Allium cepa, although recognized as an appropriate tool, is underutilized in environmental toxicology. Greater standardization could lead to its more widespread use, providing valuable information on the genotoxicity of environmental samples and the ability of different processes to mitigate their negative effects on plants

    Ecotoxicological assessment of waste foundry sands and the application of different classification systems

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    The application of a battery of bioassays is widely recognized as a useful tool for assessing environmental hazard samples. However, the integration of different toxicity data is a key aspect of this assessment and remains a challenge. The evaluation of industrial waste leachates did not initially undergo any of the proposed integration procedures. This research addressed this knowledge gap. Twenty-five samples of waste foundry sands were subjected to a leaching test (UNI EN 12457-2) to evaluate waste recovery and landfill disposal. The leachates were evaluated using a battery of standardized toxicity bioassays composed of Aliivibrio fischeri (EN ISO 11348-3), Daphnia magna (UNI EN ISO 6341), and Pseudokirchneriella subcapitata (UNI EN ISO 8692), both undiluted and diluted. Daphnia magna and P. subcapitata were the most affected organisms, with significant effects caused by 68% and 64% of undiluted samples, respectively. The dilution of samples facilitates the calculation of EC50 values, which ranged from greater than the highest concentration tested to 2.5 g/L for P. subcapitata. The data on single-organism toxicity were integrated using three methods: the Toxicity Classification System, the toxicity test battery integrated index, and the EcoScore system. The three classifications were strongly similar. According to all applied systems, three samples were clearly nontoxic (from iron casting plants) and two were highly toxic (from steel casting plants). Moreover, the similar ranking between undiluted and diluted leachates suggests the possibility of using only undiluted leachates for a more cost-effective and time-efficient screening of waste materials. The findings of this study highlight the usefulness of integrating ecotoxicological waste assessment

    MMPs and angiogenesis affect the metastatic potential of a human vulvar leiomyosarcoma cell line

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    Gynaecological leiomyosarcoma (gLMS) represent a heterogeneous group of soft tissue sarcoma, characterized by rare incidence, high aggressiveness and propensity to infiltrate secondary organs, poor prognosis and lethality, because of the lack of biological mechanisms that underlying their progression and effective pharmaceutical treatments. This study was focused on some of the aspects of progression and dissemination of a subtype of gLMS namely vulvar LMS (vLMS). We therefore used a vulvar LMS-derived cell line namely SK-LMS-1, coupled with in vitro and in vivo assays. We observed that SK-LMS-1 cells have a strong invasive capacity in vitro, through the activity of matrix metalloproteinases 2 and 9, while in vivo these cells induce a strong angiogenic response and disseminate to the chick embryo liver. Therefore, we postulate that metalloproteinases are involved in the spreading behaviour of SK-LMS-1. Further investigations are necessary to better understand the molecular and cellular machinery involved in the progression of this malignancy

    Allium cepa tests: A plant-based tool for the early evaluation of toxicity and genotoxicity of newly synthetized antifungal molecules

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    Many fungal genera such as Aspergillus, Penicillium, Fusarium and Alternaria are able to produce, among many other metabolites, the aflatoxins, a group of toxic and carcinogenic compounds. To reduce their formation, synthetic fungicides are used as an effective way of intervention. However, the extensive use of such molecules generates long-term residues into the food and the environment. The need of new antifungal molecules, with high specificity and low off-target toxicity is worth. The aim of this study was to evaluate: i) the toxicity and genotoxicity of newly synthesized molecules with a good anti-mycotoxic activity, and ii) the suitability of the Allium cepa multi-endpoint assay as an early screening method for chemicals. Eight compounds were tested for toxicity by using the A. cepa bulb root elongation test and for genotoxicity using the A. cepa bulb mitotic index, micronuclei and chromosome aberrations tests. Three molecules showed no toxicity, while two induced mild toxic effects in roots exposed to the highest dose (100 & mu;M). A more pronounced toxic effect was caused by the other three compounds for which the EC50 was approximately 50 & mu;M. Furthermore, all molecules showed a clear genotoxic activity, both in terms of chromosomal aberrations and micronuclei. Albeit the known good antifungal activity, the different molecules caused strong toxic and genotoxic effects. The results indicate the suitability of experiments with A. cepa as a research model for the evaluation of the toxic and genotoxic activities of new molecules in plants before they are released into the environment

    FITOTOSSICITÀ E MUTAGENICITÀ DI ESTRATTI ACQUOSI DI FANGHI BIOLOGICI, COMPOST E LIQUAMI ZOOTECNICI PER UNA POSSIBILE VALORIZZAZIONE AGRONOMICA

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    Questo studio è dedicato alla caratterizzazione tossicologica di fanghi biologici, compost e liquami zootecnici ai fini della loro valorizzazione agronomica ed è parte del progetto “SLUdge (and other residues) Recovery in agriculture: environment and health Protection – SLURP” finanziato nell’ambito del Bando Fondazione Cariplo 2020 “Economia circolare: ricerca per un futuro sostenibile”. Tre fanghi di depurazione (A, B, C), un compost (D), un digestato da liquami zootecnici (E) e due liquami zootecnici di origine suina e bovina (F, G) sono stati analizzati. Aliquote dei campioni sono state sottoposte a estrazione acquosa mediante sonicazione a freddo (2 cicli, 30 min/ciclo) seguita da filtrazione su carta. Gli estratti sono stati analizzati mediante una batteria di test in vivo e in vitro in vegetali e batteri per valutare la tossicità e la mutagenicità. La tossicità è stata valutata mediante test di germinazione e allungamento radicale (metodo UNICHIM 1651:2003) su semi di Lepidium sativum, Cucumis sativus, Allium cepa esposti a diverse diluizioni (100%, 50%, 10%, 5%, 1%, 0,5%, 0,1%), calcolando l'indice di germinazione (IG) e, dove possibile, l'EC50. La tossicità è stata valutata anche mediante l'inibizione dell'allungamento radicale in bulbi di Allium cepa fatti germinare direttamente negli eluati, alle stesse diluizioni utilizzate per i semi. Per valutare la mutagenicità ciascun estratto (100%, 10%, 1%, 0,1%), preventivamente filtrato (0,45 μm), è stato saggiato mediante test di Ames in Salmonella typhimurium, con i ceppi TA98 e TA100. Il test di fitotossicità sui semi ha dimostrato in generale bassa tossicità dei campioni. I campioni A, B, C (fanghi di depurazione) e G (liquame bovino) non hanno evidenziato alcun effetto di inibizione della germinazione e dell'allungamento radicale nelle tre specie vegetali utilizzate, con IG superiori a 80%. Il campione F (liquame suino) non è risultato tossico in C. sativus e A. cepa, mentre in L. sativum ha indotto una moderata tossicità (EC50=100%). Al contrario, due campioni (D, E) hanno inibito la germinazione e l'allungamento radicale in tutte le specie vegetali utilizzate. In particolare l'EC50 calcolata è risultata: 23% in A. cepa; 47% in L. sativum; 99% in C. sativus per il campione D, e 34% in L. sativum; 73% in A. cepa; 100% in C. sativus per il campione E. Il campione D è risultato particolarmente tossico anche sui bulbi di A. cepa (EC50=3,1%), così come i campioni A (EC50=4,9%), e G (EC50=9,9%), mentre il campione E ha mostrato una minore tossicità (EC50=50,5%). Per i campioni B, C e F si conferma tossicità bassa o assente. Infine per quanto riguarda il test di Ames, nessun campione ha indotto effetti mutageni in entrambi i ceppi di S. typhimurium. La ricerca è tutt'ora in corso, quindi questi risultati potranno essere compiutamente interpretati solo dopo la valutazione integrata di tutti i dati ecotossicologici e chimici. Si sottolinea che al momento non vi sono riferimenti normativi circa l'uso dei saggi impiegati per la valutazione dell'idoneità dei substrati al riutilizzo in agricoltura. Intento del progetto è proprio l'identificazione di strumenti che possano essere proficuamente integrati alle analisi chimiche per una caratterizzazione completa delle matrici

    Evaluation of the mutagenicity of detergents by tests on bacteria, plant cells and human leucocytes.[Studio della mutagenicità di formulati detergenti mediante test su batteri, cellule vegetali e leucociti umani]

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    The aim of this study was to evaluate the mutagenicity of several traditional detergents and that of newer more biodegradable detergents, by using a bacterial test (Ames test), a plant cell test (Allium cepa micronuclei test) and a human leucocyte test (Comet test). All tests were conducted using a wide range of doses (1-2000 mg/l). None of the examined detergents induced mutations in S.typhimurium. One traditional detergent showed a genotoxic effect with the A. cepa test, while all newer detergents and one traditional detergent were shown by the Comet test to be capable of inducing DNA damage

    Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis

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    The present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed

    Riutilizzo di scorie di acciaieria nel calcestruzzo: valutazione eco-genotossicologica.

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    Le scorie di acciaieria possono essere riutilizzate nel settore delle costruzioni, trasformando un rifiuto in risorsa e riducendone così lo smaltimento in discarica. Tuttavia il riutilizzo delle scorie come aggregato nel calcestruzzo può essere causa di preoccupazione per la salute e l’ambiente per il possibile rilascio di sostanze tossiche. Scopo di questo studio è la valutazione eco-genotossicologica di calcestruzzo prodotto con il 33% di scorie di acciaieria (SA) in sostituzione degli inerti naturali, a confronto con calcestruzzo tradizionale prodotto con soli aggregati naturali di cava (AN), utilizzando una batteria di test in vivo e in vitro in organismi diversi (batteri, crostacei, vegetali, cellule umane). I cubetti di calcestruzzo sono stati sottoposti al test di lisciviazione per i rifiuti monolitici (norma tecnica UNI EN 15863), raccogliendo gli eluati dopo 6 e 18 ore. Gli eluati (SA-6h, SA-18h, AN-6h e AN-18h) sono stati analizzati per determinare il contenuto di metalli (DM 186/2006) e sottoposti a test di tossicità con Daphnia magna e Allium cepa. Inoltre, è stata valutata la genotossicità degli eluati mediante il test di Ames in Salmonella typhimurium, il test delle aberrazioni cromosomiche in Allium cepa e il test della cometa in Allium cepa e in leucociti umani. I parametri chimici analizzati erano tutti entro i limiti indicati dal DM 186/2006. Entrambi i calcestruzzi non hanno indotto effetti tossici in Daphnia magna e in Allium cepa, nè mutagenicità in Salmonella typhimurium (ceppi TA98 e TA100), mentre hanno indotto danno cromosomico nelle cellule radicali di Allium cepa, sia come aberrazioni (SA-6h: 18.6±7.6; AN-6h: 19.4±4.4; AN-18h: 17.6±6.0), sia come danno primario al DNA (SA-6h: 9.9±0.6; SA-18h: 7.6±0.5; AN-6h: 7.2±0.7; AN-18h: 7.1±0.1). Nei leucociti, invece, solo i campioni costituiti da aggregati naturali sono risultati genotossici nel test della cometa (AN-6h: 4.2±1.1; AN-18h: 3.4±0.0). Questi risultati preliminari dimostrano come entrambi i materiali, pur non presentando tossicità, né mutagenicità, possono indurre effetti genotossici in alcuni tipi cellulari. Il calcestruzzo contenente scorie di acciaieria però non sembra avere, dal punto di vista genotossicologico, un comportamento peggiore rispetto al calcestruzzo costituito dagli aggregati naturali. Ciò suggerisce che il recupero in sicurezza delle scorie di acciaieria sia possibile e, anzi, possa apportare numerosi vantaggi ambientali, tra i quali la riduzione del conferimento di rifiuti in discarica e la diminuzione dell’utilizzo di materie prime, fondamentali in un’ottica di economia circolare e sostenibilità
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