The clinical diagnosis of synucleinopathies, including Parkinson's disease (PD), dementia with Lewy bodies (DLB), and multiple system atrophy (MSA), is challenging, especially at an early disease stage, due to the heterogeneous and often non-specific clinical manifestations. The discovery of reliable specific markers for synucleinopathies would consequently be of great aid to the diagnosis and management of these disorders. Real-Time Quaking-Induced Conversion (RT-QuIC) is an ultrasensitive technique that has been previously used to detect self-templating amyloidogenic proteins in the cerebrospinal fluid (CSF) and other biospecimens in prion disease and synucleinopathies. Using a wild-type recombinant α-synuclein as a substrate, we applied RT-QuIC to a large cohort of 439 CSF samples from clinically well-characterized, or post-mortem verified patients with parkinsonism or dementia. Of significance, we also studied patients with isolated REM sleep behavior disorder (iRBD) (n = 18) and pure autonomic failure (PAF) (n = 28), representing clinical syndromes that are often caused by a synucleinopathy, and may precede the appearance of parkinsonism or cognitive decline. The results show that our RT-QuIC assay can accurately detect α-synuclein seeding activity across the spectrum of Lewy Body (LB)-related disorders (LBD), including DLB, PD, iRBD, and PAF, with an overall sensitivity of 95.3%. In contrast, all but two patients with MSA showed no α-synuclein seeding activity in the applied experimental setting. The analysis of the fluorescence response reflecting the amount of α-synuclein seeds revealed no significant differences between the clinical syndromes associated with LB pathology. Finally, the assay demonstrated 98% specificity in a neuropathological cohort of 101 cases lacking LB pathology. In conclusion, α-synuclein RT-QuIC provides an accurate marker of synucleinopathies linked to LB pathology and may have a pivotal role in the early discrimination and management of affected patients. The finding of no α-synuclein seeding activity in MSA seems to support the current view that MSA and LBD are associated with different conformational strains of α-synuclein.

Abstract Microglia are recognized as the main cells in the central nervous system responsible for phagocytosis. During brain development, microglia eliminate excessive synapses and neurons, whereas in normal aging and neurodegenerative diseases, microglia are responsible for clearing protein aggregates and cell debris. The current study demonstrates that in prion disease, microglia effectively phagocytose prions or PrP Sc during early preclinical stages. However, during the late preclinical stage, a critical shift occurs in microglial activity from PrP Sc uptake to the engulfment of neurons. This change occurs before the manifestation of clinical symptoms and is followed by a rapid accumulation of total PrP Sc , suggesting a potential link to neuronal dysfunction and behavioral deficits. Surprisingly, the engulfed neurons do not show apoptotic markers, indicating that microglia are targeting viable neurons. Despite up to 40% of neurons being partially engulfed at the clinical stage, there is no significant neuronal loss, suggesting that many engulfment events are incomplete, terminated or protracted. This phenomenon of partial engulfment by reactive microglia is independent of the CD11b pathway, previously associated with phagocytosis of newborn neurons during neurodevelopment. The study establishes partial engulfment as a consistent occurrence across multiple prion-affected brain regions, various mouse-adapted strains, and different subtypes of sporadic Creutzfeldt-Jakob disease (sCJD) in humans. The current work describes a new phenomenon of partial engulfment of neurons by reactive microglia, shedding light on a novel aspect of neuronal-microglia interactions.

Abstract Evidence from neuropathological cohorts indicates that a CSF α-synuclein (α-syn) seed amplification assay (SAA) may provide quantitative kinetic parameters correlating with α-syn pathology burden in patients with Lewy body disease (LBD). Studies are needed to assess their longitudinal trend during the pre-symptomatic and clinical disease phases and their correlation with measures of disease progression. We aimed to assess the baseline α-syn CSF SAA kinetic parameters, their longitudinal variations and associations with clinical outcomes in a cohort of longitudinally repeatedly sampled Lewy Body disease patients, including clinically unimpaired (asymptomatic LBD) and neurologically impaired individuals. Participants from the prospective BioFINDER-1 study with longitudinal CSF collections (n=718) were screened by α-syn SAA. CSF samples were tested in four replicates blinded to clinical diagnoses. The number of positive replicates (Nrep), the time needed by the fluorescence signal to reach the threshold (Lag) and the highest intensity of the fluorescent signal (Imax). were analysed at baseline (time of first positive SAA) in all participants and longitudinally in those with at least two α-syn positive CSF samples available. One hundred ninety-six individuals (whole cohort) showing α-syn seeding activity were included. Of those, 170 participants tested positive by SAA in all available samples, while 26 converted from a negative to a positive test result during follow-up (LBD-converters), suggesting an early LBD stage. At baseline, LBD-converters showed lower Nrep (p=0.001) and a longer Lag (p=0.001) than subjects displaying α-syn seeding activity from the first available sample. Nrep increased longitudinally in the whole cohort (β=0.09, 95% confidence interval (95%CI) 0.06-0.12, p<0.001), in asymptomatic LBD (β=0.15, 95%CI 0.09-0.21, p<0.001) and Parkinson’s disease individuals without dementia (β=0.07, 95%CI 0.02-0.12, p=0.01). The Lag decreased longitudinally in asymptomatic LBD (β=-0.24, 95%CI -0.42 - -0.06, p=0.008). Baseline Nrep predicted the subsequent appearance of dementia in the whole cohort (Hazard ratio (HR) 1.57, 95%CI 1.19-2.07, p=0.001) and the Parkinson’s disease subgroup (HR 1.83, 95%CI 1.17-2.85, p=0.008). The difference between the Lag at each sampling and that at baseline was negatively associated with the appearance of dementia in the whole cohort (HR 0.76, 95%CI 0.59–0.99, p=0.04) and Parkinson’s disease subgroup (HR 0.69, 95%CI 0.50-0.95, p=0.02). α-syn SAA parameters Nrep and Lag showed associations with the LBD stage and the development of dementia. Furthermore, their longitudinal variation is coherent with pathology progression over time. These data support the use of SAA kinetic parameters to monitor disease progression and therapeutic response.

Abstract BACKGROUND The diagnostic and prognostic performance of the novel fluid biomarkers brain‐derived tau (BD‐tau) and phospho‐tau217 (p‐tau217) in Creutzfeldt–Jakob disease (CJD) is not defined. METHODS We measured cerebrospinal fluid (CSF) and plasma BD‐tau, p‐tau217, p‐tau181, total tau (t‐tau), neurofilament light (NfL), and 14‐3‐3 in 100 CJD patients, 100 with non‐prion rapidly progressive dementia (np‐RPD), 92 with mild cognitive impairment due to Alzheimer's disease (AD‐MCI), and 55 healthy controls (HC). RESULTS Plasma BD‐tau performed comparably to plasma t‐tau but had lower performance than CSF t‐tau ( p < 0.001) and 14‐3‐3 ( p = 0.014) in CJD versus np‐RPD differential diagnosis. Plasma BD‐tau diagnostic accuracy increased when ratioed to plasma p‐tau217, matching CSF 14‐3‐3. Plasma BD‐tau levels were associated with survival ( p < 0.001), outperforming t‐tau and NfL. DISCUSSION Plasma BD‐tau is a valuable marker for CJD prognostication. In the clinical setting, the plasma BD‐tau/p‐tau217 ratio provides an accurate, fast marker supporting the clinical diagnosis of CJD. Highlights The increase of plasma BD‐tau levels parallels that of CSF t‐tau in CJD. CSF p‐tau217 levels are significantly increased in CJD, reflecting a prion‐specific secondary tauopathy. Plasma p‐tau217 shows a distinct profile than CSF p‐tau217 in CJD. Plasma BD‐tau/p‐tau217 ratio is as accurate as CSF 14‐3‐3 in distinguishing CJD from np‐RPDs, including AD. BD‐tau represents a valuable blood‐based biomarker for CJD prognostication.