IgA Deficiency and membranoproliferative glomerulonephritis: a case report

Background: Immunoglobulin A deficiency (IgAD) is the most common form of primary immunodeficiency in western countries. It can be associated with the development of autoimmune diseases both in adults and in children even though the exact pathophysiology is not fully defined. Case Presentation: We report here a case of a young patient who developed nephrotic syndrome secondary to membranoproliferative glomerulonephritis associated with the incidental finding of IgAD. We began corticosteroid therapy and angiotensin-converting enzyme inhibitor, and we observed partial remission of the nephrotic syndrome after about nine months; nonetheless, in the following follow-up visits, a progressive decline of renal function was found. Conclusion: Our case extends the spectrum of hitherto described glomerulonephritides associated with IgAD which were described until now

Importance of Gamete Quality in Ecotoxicological Application: Natural versus Bred Population in Paracentrotus lividus

Several approaches have been tested to respond to the depletion of wild stocks, from the production of seeds to the setting up of closed echinoculture systems, starting with fertilization of eggs with the consequent development to adult sea urchins. Hence, in the last years, our research group has focused on the assessment of a feasible and sustainable strategy aimed to ensure a rapid and effective gonadal growth of healthy gametes in recirculating aquaculture system (RAS) to employ in ecotoxicological application. In order to compare the health of obtained gametes with wild populations, the effectiveness of diets was evaluated with different biological parameters, such as fertilization and embryo-development test, and with histological analysis of gonads to appraise the stage of maturation. Moreover, the information regarding different breeding conditions of adults and genetic variability should be combined with the analysis of larval settlement and its requirements, demonstrating the importance of these parameters for the possible closure of the echinoculture cycle in RAS. Results achieved so far in terms of gonadal development and health of gametes have provided evidence of success in overcoming natural gaps between reproductive events in natural populations and an efficient and standardize breeding condition in RAS

Echinoderm larvae as bioindicators for the assessment of marine pollution: Sea urchin and sea cucumber responsiveness and future perspectives

Echinoderms play a crucial role in the functioning of marine ecosystems and due to their extensive distribution, rapid response, and the high sensitivity of their planktonic larvae to a large range of stressors, some species are widely used as biological indicators. In addition to sea urchins, sea cucumbers have recently been implemented in embryotoxicity bioassays showing high potential in ecotoxicological studies. However, the use of this species is still hindered by a lack of knowledge regarding their comparative responsiveness. The present study aimed to investigate the responsiveness of different echinoderm species to environmental pollution in order to develop their integration in batteries of ecotoxicological bioassays. To this end, the embryos of two sea urchins (Paracentrotus lividus and Arbacia lixula) and two sea cucumbers (Holothuria polii and Holothuria tubulosa) were incubated with inorganic and organic toxicants (cadmium, copper, mercury, lead, sodium dodecyl sulphate and 4-n-Nonhyphenol) and elutriates from contaminated marine sediments, chosen as a case study model. The results obtained, expressed through the percentage of abnormal embryos and Integrative Toxicity Indices (ITI), indicated species-specific sensitivities to pollutants, with comparable and correlated responsiveness between sea urchins and sea cucumbers. More specifically, sea cucumber larvae exposed to elutriates appear to be more sensitive than sea urchins, especially when incubated with samples containing trace metals, PCB and TBT. These results indicate that toxic responses in embryos exposed to environmental matrices are probably modulated by interactions between different variables, including additive, synergistic and antagonistic effects. These findings suggest that performing a larval test using different echinoderm classes can integrate the interactive effects of bioavailable fraction of contaminants on various levels, providing sensitive, representative and all year-round batteries of bioassays to apply in ecotoxicological studies

A meta‐analysis of fish behavioural reaction to underwater human presence

WOS:000483722600001In an increasingly anthropic world, humans have profound impacts on the distribution and behaviour of marine fishes. The increased human presence has modified fishes' antipredator behavioural responses, and consequently flight decisions, as a function of their changed perceptions of risk. Understanding how fish react to human presence can help identify the most vulnerable functional groups/species and estimate impacts caused by human disturbance. Shoal and body size are known to influence fish flight initiation distance (FID; the distance between the predator and prey when the prey begins to escape); however, few studies attempt to test the moderators of these relationships. Here, we present a comprehensive meta-analysis evaluating FID of fish in response to human presence. Specifically, we investigated six candidate moderators that could influence the relationship between FID with shoal and body size. Our results showed that individual fish size was strongly and positively correlated with FID and the most important moderator that explained the variance in individual body size-FID relationship was shoaling behaviour. However, and somehow surprisingly, we detected no significant relationship between shoal size and FID. We discuss how these results can inform the development of fish conservation strategies and ultimately assist in the management of marine protected areas

Saggi biologici in situ con il riccio di mare Paracentrotus lividus per lo studio della qualita ambientale delle acque marino-costiere

Per la valutazione della qualità ambientale delle acque marine, l’approccio chimico è sempre più frequentemente integrato da un approccio eco tossicologico che prevede l’utilizzo dei saggi biologici. Tali saggi consistono in una procedura che prevede l’esposizione di organismi appartenenti ad alcune specie-test a matrici ambientali contenenti miscele di inquinanti in quantità non note in condizioni sperimentali controllate, allo scopo di verificare se si manifestano effetti tossici. L’impiego dei saggi effettuati in laboratorio è stato spesso criticato in quanto le condizioni controllate di esecuzione generalmente non rispecchiano le reali condizioni dell’ambiente indagato. I saggi effettuati in situ, integrando nel tempo gli effetti di eventuali tossici e delle loro interazioni con altri fattori ambientali, si propongono quindi come buoni candidati per consentire un’interpretazione realistica della tossicità dei contaminanti presenti in un dato ecosistema. L’obiettivo del presente studio è quello di verificare la fattibilità dell’esecuzione di saggi biologici per acque marino-costiere nelle condizioni in situ. Al fine di raggiungere questo obbiettivo, sono state eseguite contemporaneamente prove in laboratorio, su campioni d’acqua prelevati in campo lungo il litorale livornese, e prove in situ, nelle medesime stazioni di prelievo, ottimizzando la struttura dei sistemi e la strategia di campionamento. In entrambe le situazioni è stato condotto il saggio di embriotossicità con il riccio di mare Paracentrotus lividus. Le prove consistono nell’esposizione di uova fecondate alle acque delle diverse stazioni e nella valutazione del numero di embrioni che raggiunge correttamente lo stadio di pluteo a 4 braccia. Le prove in situ sono state condotte in ambienti marini costieri a diverso grado di impatto antropico, in modo da consentire la valutazione di differenti risposte biologiche nelle diverse condizioni ambientali (rispetto ai siti e al confronto laboratorio/campo). Sono state inoltre effettuate alcune prove di laboratorio al fine di valutare possibili effetti della temperatura sullo sviluppo embrionale, in modo da poter adattare la metodologia in funzione delle diverse temperature riscontrabili in mare durante i vari periodi dell’anno. Per consentire l’esposizione di uova fecondate nella colonna d’acqua è stata appositamente realizzata una “sonda biologica”, costituita da un supporto rigido sul quale sono posizionate 3 camere di esposizione di polipropilene, cilindriche, dal volume di 50 ml. Ognuna di queste camere è dotata di un’apertura coperta da una rete di nylon. Per definire la tipologia delle camere è stato condotto uno studio preliminare durante il quale si sono testati in laboratorio i materiali utilizzati. In campo sono state effettuate due serie di prove. Nella prima serie sono stati scelti 2 siti posti all’interno del porto di Livorno, che in analisi precedenti avevano mostrato alti livelli di contaminazione, e un terzo sito scelto come controllo lontano dalle acque portuali. In questa prima parte dell’esperimento sono stati valutati 3 differenti tipi di aperture delle camere di esposizione e reti con maglia di dimensioni variabili (85 μm e 55 μm). La sonda concepita al termine di questa prima serie di prove è stata quindi ubicata, in base al disegno sperimentale, in 3 differenti siti, scelti successivamente ai risultati delle prove preliminari: un sito individuato in una zona antropizzata ma priva di attività industriali e 2 siti posti lontani da possibili fonti di contaminazione. Le prove sono state eseguite in 4 date differenti e, per ciascun sito, sono state utilizzate 9 camere (repliche). Per ciascuna serie di prove in situ, sono stati allestiti in laboratorio un controllo positivo con una sostanza tossica di riferimento (Cu++) e un controllo negativo (acqua di mare filtrata proveniente da un sito di controllo). I controlli positivo e negativo sono stati allestiti con i gameti immediatamente prelevati dagli organismi e con i medesimi gameti al ritorno in laboratorio al termine delle prove “in campo”, per valutare la risposta a seguito del possibile stress legato al trasporto. In campo sono inoltre stati registrati i valori di temperatura, salinità, pH, ossigeno disciolto e solidi sospesi. Nelle stazioni corrispondenti alle seconda serie di prove in situ, sono stati raccolti campioni d’acqua sul campo destinati, oltre che al saggio di laboratorio, anche a indagini chimiche sui metalli (Arsenico, Cadmio, Cromo, Piombo, Rame, Zinco) e idrocarburi totali. Lo studio preliminare ha mostrato una forte contaminazione nell’area portuale, riscontrata sia nei saggi in situ che in laboratorio e effetti evidenti anche per il sito di controllo. L’analisi qualitativa dei campioni ha suggerito l’utilizzo di camere con una unica fenestratura con una rete di maglia da 55 μm. Non è stato inoltre rilevato alcun stress da trasporto nei gameti utilizzati sul campo. Le prove di laboratorio effettuate a diverse temperature hanno confermato un’influenza di questo parametro sulla velocità dello sviluppo larvale, informazione che ha determinato il prolungamento del periodo d’esposizione in situ degli organismi durante la stagione invernale. Il confronto tra le diverse prove eseguite nella seconda parte dell’esperimento in campo è stato analizzato statisticamente tramite l’Analisi della Varianza (ANOVA). In questa fase i siti indagati hanno mostrato nelle prove di laboratorio percentuali di plutei normoformati elevate, con valori generalmente superiori al 70% (percentuale identificata in letteratura come valore soglia per considerare un campione come controllo). In situ i valori sono risultati invece mediamente più bassi; la maggiore confrontabilità è presente per uno dei 2 siti utilizzati come controllo. Le analisi chimiche hanno confermato l’assenza di evidenti contaminazioni, così come non sono state riscontrate sostanziali variazioni dei parametri chimico-fisici. I risultati osservati sullo sviluppo larvale di P. lividus nelle condizioni di campo potrebbero dipendere da eventi di stress avvenuti durante tutto il periodo d’esposizione e non identificabili all’inizio della prova. In prospettiva potrebbero essere comunque utili approfondimenti di indagine, aumentando la frequenza di prelievo, soprattutto in relazione alla variazione delle condizioni meteo marine delle aree costiere. Inoltre è auspicabile l’utilizzo di altre specie test, al fine ampliare la possibilità di un confronto con altre risposte biologiche

Influence of Salinity on Copper Toxicity in Paracentrotus lividus and Arbacia lixula Embryos

The sea urchins Paracentrotus lividus and Arbacia lixula have a key role in benthic dynamics and they are often used to assess the toxicity of environmental contaminants. The aim of this research was to investigate the influence of salinity on copper toxicity on P. lividus and A. lixula embryos, evaluating the impact of future ocean salinity variations and estimating an optimum range for embryos. For this purpose, sea urchin embryos were exposed to different copper concentrations under varying salinity regimes, estimating the toxic effects with the percentage of abnormal embryos and the Integrative Toxicity Index (ITI). Results revealed acceptable levels of anomalies in a salinity range of 33–36‰ for A. lixula and 33–39‰ for P. lividus. The effect concentrations (EC50) of copper reveals increasing toxicity at increasing salinity for both sea urchin species, but between 33–36‰ (A. lixula) and 36–39‰ (P. lividus) the toxicity appear inversely related with salinity. This study illustrates the difficulty in relating a biological response to bioavailability, because the uptake and the sensitivity to copper across salinities is influenced by differences in osmoregulation, enhancing our knowledge about optimal salinity ranges and the potential impact of climate change on sea urchin embryo development

Toxicological effects of metals on embryo development in sea urchin: applicative perspectives for ecotoxicological assessment criteria in harbor areas

I dragaggi portuali permettono la rimobilizzazione di sostanze chimiche contenute nei sedimenti, causando possibili effetti negativi sugli organismi marini. Le attuali linee guida per il controllo della qualità ambientale sul materiale di dragaggio sono basate sull'integrazione dei dati fisici, chimici ed ecotossicologici. Questo approccio prevede l’utilizzo di una batteria di saggi biologici, i quali forniscono informazioni sul danno biologico causato dalla frazione biodisponibile degli inquinanti. Il test di embriotossicità con i riccio di mare è uno dei più sensibili e può facilmente influenzare la classificazione dei materiali, che viene fatta in base al risultato più tossico all'interno della batteria. L’obbiettivo di questo dottorato è quello di aumentare la capacità del test di embriotossicità con il riccio di mare nel discriminare diversi livelli di tossicità dei sedimenti di dragaggio. Embrioni di Paracentrotus lividus sono stati esposti a soluzioni di metalli in tracce al fine di caratterizzare le anomalie dello sviluppo osservate e di investigare sulla reversibilità degli effetti tossici. A partire da questi risultati è stata sviluppata una scala di gravità delle anomalie, basata sulla comprensione dell’evoluzione temporale e della reversibilità delle malformazioni durante lo sviluppo embrionale. Il nuovo indice di tossicità è stato applicato a campioni ambientali comparando i risultati con quelli ottenuti utilizzando i classici endpoints di sviluppo e con approcci diversi come l’indagine del danno al DNA e la produzione di HSPs. I risultati hanno indicato un’alta capacità discriminatoria dell’indice, specialmente per sedimenti moderatamente e altamente tossici. In questi casi la tossicità risulta generalmente sovrastimata con gli endpoints comunemente utilizzati. Questo approccio supporta quindi l’utilità applicativa del test di embriotossicità nella classificazione dei sedimenti e nell’individuazione di appropriate opzioni di gestione in aree portuali.In harbour areas dredging operations lead to the remobilization of chemical contents in the sediment, with possible adverse effects for marine organisms. The current guidelines for the assessment of the environmental quality of dredging material are based on the integration of physical, chemical and ecotoxicological data. This approach includes the use of a battery of bioassays, which gives quantifiable information on potential biological damage caused by bioavailable multi-factorial contamination. The sea urchin embryo test is one of the most sensitive bioassays and may easily influence the classification of dredged material, which is based on the worst result obtained within the battery. The goal of this PhD study is to enhance the capability of the sea urchin embryo-toxicity test to discriminate the ecotoxicity of dredged sediments, developing a more sensitive approach leading to a better discrimination of different levels of toxicity. Paracentrotus lividus embryos were exposed to trace metal solutions, in order to characterize the main developmental anomalies induced and to investigate whether such induced damage may be reversible. From these results a severity scale of developmental anomalies was developed, based on the understanding of the temporal evolution and reversibility of malformations during embryo development. The new index of toxicity was applied to environmental samples, comparing the results with the standard developmental endpoints and with DNA damage and HSP production. The results indicate a high discriminatory ability of the index of toxicity, especially for moderately and highly toxic sediments, whose toxicity is generally overestimated with standard endpoints. With this approach, the sensitivity of the P. lividus embryo-toxicity test is enhanced, supporting its usefulness in practical applications such as sediment classification and the choice of more appropriate management options in harbour areas

Spearfishing modulates flight initiation distance of fishes: the effects of protection, individual size, and bearing a speargun

In a landscape of fear, humans are altering key behaviours of wild-living animals, including those related to foraging, reproduction, and survival. When exposed to potentially lethal human actions, such as hunting or fishing, fish, and wildlife are expected to behaviourally respond by becoming shyer and learning when to be cautious. Using a rich dataset collected in temperate rocky reefs, we provide evidence of spearfishing-induced behavioural changes in five coastal fish taxa, exposed to different levels of spearfishing exploitation, by using flight initiation distance (FID) as a proxy of predator avoidance. We detected a significant increase of mean and size effects of FID when the observer was equipped with a speargun. Such effects were more evident outside marine protected areas where spearfishing was allowed and was commensurate to the historically spearfishing pressure of each investigated taxon. Our results demonstrate the ability of fish to develop fine-tuned antipredator responses and to recognize the risks posed by spearfishers as human predators. This capacity is likely acquired by learning, but harvest-induced truncation of the behavioural diversity and fisheries-induced evolution may also play a role and help to explain the increased timidity shown by the exploited fishes in our study

Control of host mitochondria by bacterial pathogens

Mitochondria control various processes that are integral to cellular and organismal homeostasis, including Ca2+ fluxes, bioenergetic metabolism, and cell death. Perhaps not surprisingly, multiple pathogenic bacteria have evolved strategies to subvert mitochondrial functions in support of their survival and dissemination. Here, we discuss nonimmunological pathogenic mechanisms that converge on the ability of bacteria to control the mitochondrial compartment of host cells

Nephrotoxicity Associated with Novel Anticancer Agents (Aflibercept, Dasatinib, Nivolumab): Case Series and Nephrological Considerations

Cancer patients have an incidence of about 60% kidney disease development and are at elevated risk of acute renal damage. Kidney disease in these patients is frequently associated with nephrotoxicity from the ongoing oncological treatment. New anticancer therapeutic strategies, such as targeted therapies and immunotherapies, offer substantial benefits in the treatment of many neoplasms. However, their use is associated with significant nephrotoxicity, which qualitatively differs from that seen with traditional cytotoxic chemotherapy, while the underlying mechanisms are complex and still to be clearly defined. Nephrologists need to be knowledgeable about the array of such renal toxicities for effective collaboration with the oncologist in the prevention and management of kidney involvement. Renal adverse effects may range from asymptomatic proteinuria to renal failure, and their prompt identification and timely treatment is essential for optimal and safe care of the patient. In this article, after presenting clinical cases we discuss the differing renal toxicity of three novel anticancer agents (aflibercept, dasatinib, and nivolumab) and possible measures to counter it