Abstract Pontocerebellar hypoplasia type 2 a (PCH2a) is a rare, autosomal recessive pediatric disorder with limited treatment options. Its anatomical hallmark is the hypoplasia of the cerebellum and pons accompanied by progressive microcephaly. PCH2a results from a homozygous founder variant in TSEN54 , which encodes a tRNA splicing endonuclease (TSEN) complex subunit. Despite the ubiquitous expression of the TSEN complex, the tissue-specific pathological mechanism of PCH2a remains unknown due to a lack of model system. In this study, we developed human models of PCH2a using brain region-specific organoids. We therefore obtained skin biopsies from three affected males with genetically confirmed PCH2a and derived induced pluripotent stem cells (iPSCs). Proliferation and cell death rates were not altered in PCH2a iPSCs. We subsequently differentiated cerebellar and neocortical organoids from control and PCH2a iPSCs. Mirroring clinical neuroimaging findings, PCH2a cerebellar organoids were reduced in size compared to controls starting early in differentiation. We observed milder growth deficits in neocortical PCH2a organoids. While PCH2a cerebellar organoids did not upregulate apoptosis, their stem cell zones showed altered proliferation kinetics, with increased proliferation at day 30 and reduced proliferation at day 50 compared to controls. In summary, we have generated a human model of PCH2a, which provides the foundation for deciphering brain region-specific disease mechanisms.

Krabbe disease (KD) is a multisystem neurodegenerative disorder with severe disability and premature death, mostly with an infancy/childhood onset. In rare cases of late-onset phenotypes, symptoms are often milder and difficult to diagnose. We here present a translational approach combining diagnostic and biochemical analyses of a male patient with a progressive gait disorder starting at the age of 44 years, with a final diagnosis of late-onset KD (LOKD).

Abstract Objective studies of motor outcome after Neonatal Arterial Ischemic Stroke (NAIS) often rely on lesion mapping using MRI. However, clinical measurements indicate that motor deficit can be different than what would solely be anticipated by the lesion extent and location. Because this may be explained by the cortical disconnections between motor areas due to necrosis following the stroke, the investigation of the motor network can help in the understanding of visual inspection and outcome discrepancy. In this study, we propose to examine the structural connectivity between motor areas in NAIS patients compared to healthy controls in order to define the cortical and subcortical connections that can reflect the motor outcome Methods 30 healthy controls and 32 NAIS patients with and without Cerebral Palsy (CP) underwent MRI acquisition and manual assessment. The connectome of all participants was obtained from T1-weighted and diffusion-weighted imaging. Results significant disconnections in the lesioned and contra-lesioned hemispheres of patients were found. Furthermore, significant correlations were detected between the structural connectivity metric of specific motor areas and manuality assessed by the Box and Block Test (BBT) scores in patients. Interpretation using the connectivity measures of these links the BBT score can be estimated using a multiple linear regression model. In addition, the presence or not of CP can also be predicted using the KNN classification algorithm. According to our results, the structural connectome can be an asset in the estimation of gross manual dexterity and can help uncover structural changes between brain regions related to NAIS.

Metachromatic leukodystrophy (MLD) is a rare neurodegenerative disorder. Emerging therapies are most effective in the presymptomatic phase, and thus defining this window is critical. We hypothesize that early development delay may precede developmental plateau. With the advent of presymptomatic screening platforms and transformative therapies, it is essential to define the onset of neurologic disease.

SummaryInborn errors of selenoprotein expression arise from deleterious variants in genes encoding selenoproteins or selenoprotein biosynthetic factors, some of which are associated with neurodegenerative disorders. This study shows that bi-allelic selenocysteine tRNA-specific eukaryotic elongation factor (EEFSEC) variants cause selenoprotein deficiency, leading to progressive neurodegeneration. EEFSEC deficiency, an autosomal recessive disorder, manifests with global developmental delay, progressive spasticity, ataxia, and seizures. Cerebral MRI primarily demonstrated a cerebellar pathology, including hypoplasia and progressive atrophy. Exome or genome sequencing identified six different bi-allelic EEFSEC variants in nine individuals from eight unrelated families. These variants showed reduced EEFSEC function in vitro, leading to lower levels of selenoproteins in fibroblasts. In line with the clinical phenotype, an eEFSec-RNAi Drosophila model displays progressive impairment of motor function, which is reflected in the synaptic defects in this model organisms. This study identifies EEFSEC deficiency as an inborn error of selenocysteine metabolism. It reveals the pathophysiological mechanisms of neurodegeneration linked to selenoprotein metabolism, suggesting potential targeted therapies.