Systemic light chain (LC) amyloidosis (AL) is a disease where organs are damaged by an overload of a misfolded patient-specific antibody-derived LC, secreted by an abnormal B cell clone. The high LC concentration in the blood leads to amyloid deposition at organ sites. Indeed, cryogenic electron microscopy (cryo-EM) has revealed unique amyloid folds for heart-derived fibrils taken from different patients. Here, we present the cryo-EM structure of heart-derived AL amyloid (AL59) from another patient with severe cardiac involvement. The double-layered structure displays a u-shaped core that is closed by a β-arc lid and extended by a straight tail. Noteworthy, the fibril harbours an extended constant domain fragment, thus ruling out the variable domain as sole amyloid building block. Surprisingly, the fibrils were abundantly concatenated with a proteinaceous polymer, here identified as collagen VI (COLVI) by immuno-electron microscopy (IEM) and mass-spectrometry. Cryogenic electron tomography (cryo-ET) showed how COLVI wraps around the amyloid forming a helical superstructure, likely stabilizing and protecting the fibrils from clearance. Thus, here we report structural evidence of interactions between amyloid and collagen, potentially signifying a distinct pathophysiological mechanism of amyloid deposits. Here the authors report the cryo-EM structure of heart-derived fibrils of an AL amyloidosis patient. Surprisingly, the fibrils form helical superstructures with collagen VI, potentially signifying a distinct pathophysiological mechanism for amyloidoses.

Abstract The pandemic caused by the SARS-CoV-2 has created the need of compounds able to interfere with the biological processes exploited by the virus. Doxycycline, with its pleiotropic effects, including anti-viral activity, has been proposed as a therapeutic candidate for COVID-19 and about twenty clinical trials have started since the beginning of the pandemic. To gain information on the activity of doxycycline against SARS-CoV-2 infection and clarify some of the conflicting clinical data published, we designed in vitro binding tests and infection studies with a pseudotyped virus expressing the spike protein, as well as a clinically isolated SARS-CoV-2 strain. Doxycycline inhibited the transduction of the pseudotyped virus in Vero E6 and HEK-293 T cells stably expressing human receptor angiotensin-converting enzyme 2 but did not affect the entry and replication of SARS-CoV-2. Although this conclusion is apparently disappointing, it is paradigmatic of an experimental approach aimed at developing an integrated multidisciplinary platform. To avoid wasting precious time and resources we believe very stringent experimental criteria are needed in the preclinical phase, including infectious studies with SARS-CoV-2 in the platform before moving on to [failed] clinical trials. Author Summary The pandemic caused by the SARS-CoV-2 virus has created a completely unusual situation in rapidly searching for compounds able to interfere with the biological processes exploited by the virus. This new scenario has substantially changed the timing of drug development which has also resulted in the generation of controversial results, proving that the transition from computational screening to the clinical application requires great caution and careful studies. It is therefore necessary to establish new paradigms for evaluating the efficacy of a potential active molecule. We set up a preclinical platform aimed at identifying molecules active against SARS-CoV-2 infection developing a multidisciplinary approach based on very stringent experimental criteria, comprising in-silico studies, in vitro binding tests and infection studies with pseudovirus expressing the spike protein as well as clinically isolated SARS-CoV-2 strains. We focused our attention on doxycycline which has been suggested as potential therapeutic candidate for treating COVID-19 and is currently employed in about twenty clinical trials. Doxycycline resulted effective in inhibiting the transduction of pseudovirus but it did not affect the entry and replication of SARS-CoV-2. The results obtained underline the need to define more stringent and controlled pharmacological approaches before wasting precious time and resources with clinical trials.

Cardiac involvement determines the survival of patients with immunoglobulin light chain (AL) amyloidosis, a rare systemic disease caused by the misfolding and deposition of monoclonal light chains (LCs). The reasons underlining their cardiac tropism remain unknown, and an animal model recapitulating the main pathological features of AL amyloidosis is instrumental. Taking advantage of the similarities between the vertebrate heart and C. elegans' pharynx, we developed a new transgenic nematode expressing a human amyloidogenic lamda LC whose sequence was deduced from an AL-affected patient with cardiac involvement (MNH). Strains expressing a non-amyloidogenic LC (MNM) or the empty vector only (MNV) were generated as controls. At variance with controls, LCs expressed in the body-wall muscle of MNH worms formed native soluble dimeric assemblies, which were secreted and reached different organs, including the pharynx. Noteworthy, MNH worms exerted a pharyngeal impairment resembling the bradycardia occurring in AL-affected patients, accompanied by increased radical oxygen species production and tissue ultrastructural damage. This new animal model can allow the elucidation of the mechanisms underlying the cardiac-specific tropism occurring in AL amyloidosis, providing innovative insights into the pathophysiology.

ABSTRACT Traumatic brain injury (TBI) is associated with widespread tau pathology in about one third of patients. We previously found that TBI induces a transmissible tau pathology (tau TBI ), with late cognitive decline and synaptic dysfunction. To understand whether tau TBI is a marker of ongoing neurodegeneration or a driver of functional decline, we employed C. elegans . Brain homogenates from chronic TBI mice, or from mice in which tau TBI had been transmitted by intracerebral inoculation, impaired C. elegans motility and neuromuscular synaptic transmission. Brain homogenates from tau P301L transgenic mice, or pre-aggregated recombinant tau, induced a similar toxic response. Protease digestion or pre-incubation of homogenates with anti-tau antibodies abolished toxicity, and TBI brain homogenates from tau knock-out mice had no toxic effect. These results support a vital role of abnormal tau species in chronic neurodegeneration after TBI and set the groundwork for the development of a C. elegans -based platform for screening anti-tau compounds.

Coronaviruses (CoVs) share key genomic elements critical for viral replication, suggesting the feasibility of developing therapeutics with efficacy across different viruses. In a previous work, we demonstrated the antiviral activity of the antipsychotic drug lurasidone against both SARS-CoV-2 and HCoV-OC43. In this study, our investigations on the mechanism of action of lurasidone suggested that the drug exhibits antiviral activity by targeting the papain-like protease (PL-Pro) of both viruses, and the Spike protein of SARS-CoV-2, thereby hampering both the entry and the viral replication.

ABSTRACT Light chain amyloidosis (AL) is a systemic disease where fibrillar deposition of misfolded immunoglobulin light chains (LCs) severely affects organ function and results in poor prognosis for patients, especially when heart involvement is severe. Particularly relevant in this context is the cardiotoxicity exerted by still uncharacterized soluble LC species. Here, with the final goal of identifying alternative therapeutic strategies to tackle AL amyloidosis, we produced five llama-derived nanobodies (Nbs) specific against H3, a well-characterized amyloidogenic and cardiotoxic LC from an AL patient with severe cardiac involvement. We found that Nbs are specific and potent agents capable of abolishing H3 soluble toxicity in C. elegans in vivo model. Structural characterization of H3-Nb complexes revealed that the protective effect of Nbs is related to their ability to bind to the H3 V L domain and stabilise an unexpected partially open LC dimer in which the two V L domains no longer interact with each other. Thus, while identifying potent inhibitors of LC soluble toxicity, we also describe the first non-native structure of an amyloidogenic LC that may represent a crucial step in toxicity and aggregation mechanisms.

In systemic light chain amyloidosis (AL), pathogenic monoclonal immunoglobulin light chains (LCs) form toxic aggregates and amyloid fibrils in target organs. Prompt diagnosis is crucial to avoid permanent organ damage. However, delays in diagnosis are common, with a consequent poor patient's prognosis, as symptoms usually appear only after strong organ involvement. Here, we present LICTOR, a machine learning approach predicting LC toxicity in AL, based on the distribution of somatic mutations acquired during clonal selection. LICTOR achieved a specificity and a sensitivity of 0.82 and 0.76, respectively, with an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.87. Tested on an independent set of 12 LCs sequences with known clinical phenotypes, LICTOR achieved a prediction accuracy of 83%. Furthermore, we were able to abolish the toxic phenotype of an LC by in silico reverting two germline-specific somatic mutations identified by LICTOR and by experimentally assessing the loss of toxicity in a Caenorhabditis elegans model in vivo. Therefore, LICTOR represents a promising strategy for AL diagnosis and reducing high mortality rates in AL.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.