Metagenomic data support an association between certain bacterial strains and Alzheimer's disease (AD), but their functional dynamics remain elusive.To investigate the association between amyloid pathology, bacterial products such as lipopolysaccharide (LPS) and short chain fatty acids (SCFAs: acetate, valerate, butyrate), inflammatory mediators, and markers of endothelial dysfunction in AD.Eighty-nine older persons with cognitive performance from normal to dementia underwent florbetapir amyloid PET and blood collection. Brain amyloidosis was measured with standardized uptake value ratio versus cerebellum. Blood levels of LPS were measured by ELISA, SCFAs by mass spectrometry, cytokines by using real-time PCR, and biomarkers of endothelial dysfunction by flow cytometry. We investigated the association between the variables listed above with Spearman's rank test.Amyloid SUVR uptake was positively associated with blood LPS (rho≥0.32, p≤0.006), acetate and valerate (rho≥0.45, p < 0.001), pro-inflammatory cytokines (rho≥0.25, p≤0.012), and biomarkers of endothelial dysfunction (rho≥0.25, p≤0.042). In contrast, it was negatively correlated with butyrate (rho≤-0.42, p≤0.020) and the anti-inflammatory cytokine IL10 (rho≤-0.26, p≤0.009). Endothelial dysfunction was positively associated with pro-inflammatory cytokines, acetate and valerate (rho≥0.25, p≤0.045) and negatively with butyrate and IL10 levels (rho≤-0.25, p≤0.038).We report a novel association between gut microbiota-related products and systemic inflammation with brain amyloidosis via endothelial dysfunction, suggesting that SCFAs and LPS represent candidate pathophysiologic links between the gut microbiota and AD pathology.

Abstract Systemic AA-amyloidosis is a protein-misfolding disease that is characterized by fibril deposition of serum amyloid-A protein (SAA) in several organs in humans and many animal species. Fibril deposits originate from abnormally high serum levels of SAA during chronic inflammation. In domestic short-hair cats, AA-amyloidosis has only been anecdotally reported and is considered a rare disease. Here we report that an astonishing 57-73% of early deceased short-hair cats kept in three independent shelters suffer from amyloid deposition in the liver, spleen, or kidney. Histopathology and mass spectrometry of post-mortem extracted deposits identified SAA as the major protein source. The duration of stay in the shelters was positively associated with a histological score of AA-amyloidosis (B=0.026, CI95%=0.007-0.046; p=0.010). Presence of SAA fragments in bile secretions raises the possibility of fecal-oral transmission of the disease.

Space-Time Digital Holography exploits the sample motion to obtain phase-contrast imaging in closed form using linear sensor arrays. We show its application to flow-cytometry and the digitalization of tissue slides for use in digital pathology.

AA-amyloidosis is frequent in shelter cats, and chronic kidney disease is the foremost cause of death. The aims were to describe kidney laboratory and microscopic findings in shelter cats with AA-amyloidosis. Cats were included if kidney specimens were collected post-mortem and laboratory data were available within 6 months before death. Renal lesions were evaluated with optical and electron microscopy. Mass spectrometry was used to characterize amyloid. Nine domestic short-hair cats were included; 4 females and 5 males with a median age of 8 years (range = 2-13). All cats had blood analyses and urinalyses available. Serum creatinine concentrations were increased in 6 cats and symmetric dimethylarginine was increased in all of the cats. All of the cats had proteinuria. Eight of 9 cats had amyloid in the medulla, and 9 had amyloid in the cortex (glomeruli). All cats had amyloid in the interstitium. Six cats had concurrent interstitial nephritis and 1 had membranoproliferative glomerulonephritis. All cats had extrarenal amyloid deposits. Amyloid was AA in each case. In conclusion, renal deposition of amyloid occurs in both cortex and medulla in shelter cats and is associated with azotemia and proteinuria. Renal involvement of systemic AA-amyloidosis should be considered in shelter cats with chronic kidney disease. The cat represents a natural model of renal AA-amyloidosis.

Abstract Members of the KCTD protein family play key roles in fundamental physio-pathological processes. A plethora of literature studies have demonstrated their involvement in cancer, neurodevelopmental disorders, and genetic diseases. Despite two decades of intense investigations, the definition of structure-(mis)function relationships for these proteins is still rather limited. Here, we derived atomic-level structural data on KCTD1, by determining the crystal structure of its P20S mutant, which causes the scalp-ear-nipple syndrome, and performing molecular dynamics simulations. In addition to the expected folded domains (BTB and CTD) the crystal structure unravels that also the N-terminal region that precedes the BTB domain (preBTB) adopts a folded polyproline II (PPII) state. The global structure of the KCTD1 pentamer is characterized by an intricate architecture in which the different subunits mutually exchange domains to generate a closed domain swapping motif. In this framework, the BTB domain of each chain makes peculiar contact with the preBTB and the CTD regions of an adjacent chain. Indeed, the BTB-preBTB interaction is made of a PPII-PPII recognition motif whereas the BTB-CTD contacts are mediated by an unusual (+/-) helix discontinuous association. The inspection of the protein structure, along with the data that emerged from the MD data, provides a clear explanation of the pathogenicity of the SENS mutation P20S and unravels the role of the BTB-preBTB interaction in the insurgence of the disease. Finally, the presence of potassium bound to the central cavity of the CTD pentameric assembly provides insights into the role of the protein in metal homeostasis.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the leading cause of cancer death worldwide. PDACs are characterized by centrosome aberrations, but whether centrosome-related genes influence patient outcomes has not been tested.

Digital pathology indicates the ensemble of emerging methods, analysis techniques, and diagnostic protocols that aim to improve and automatize the inspection of biological samples such as slides of histological tissues and blood smears. From the microscopy methods standpoint, accessing a wide field of view (FOV) is highly required to look at the big picture of tissue organization, structures and connections. At the same time, high resolution is required to inspect the slide at the single cell, organelle and membranes level. Here, we show the use of Fourier Ptychographic Microscopy (FPM) to image effectively large tissue slides portions, over a wide mm² FOV, while attaining submicron resolution. Resolution is improved up to a six-fold factor by probing the specimen from multiple directions and exploiting a synthetic aperture principle. An iterative phase retrieval algorithm estimated the high-resolution phase-contrast from a set of low-resolution intensities. Remarkably, FPM is a marker-free and quantitative method. Neural and kidney tissue slides, both unstained and marked with different stains are imaged by FPM to investigate the effect of staining on the phase-contrast images. We show novel tissue analysis and classification techniques working on FPM images. These are specifically tailored for exploiting the multi-scale imaging capabilities of FPM and can be used to classify tissue portions working across the scales, i.e. analysing the phase-contrast signatures at the tissue organization level up to the single membrane level. We apply this novel approach to classify tissue slides from patients with breast cancer and fibroadenoma tissue.