Gray matter (GM) damage and meningeal inflammation have been associated with early disease onset and a more aggressive disease course in multiple sclerosis (MS), but can these changes be identified in the patient early in the disease course?To identify possible biomarkers linking meningeal inflammation, GM damage, and disease severity, gene and protein expression were analyzed in meninges and cerebrospinal fluid (CSF) from 27 postmortem secondary progressive MS and 14 control cases. Combined cytokine/chemokine CSF profiling and 3T magnetic resonance imaging (MRI) were performed at diagnosis in 2 independent cohorts of MS patients (35 and 38 subjects) and in 26 non-MS patients.Increased expression of proinflammatory cytokines (IFNγ, TNF, IL2, and IL22) and molecules related to sustained B-cell activity and lymphoid-neogenesis (CXCL13, CXCL10, LTα, IL6, and IL10) was detected in the meninges and CSF of postmortem MS cases with high levels of meningeal inflammation and GM demyelination. Similar proinflammatory patterns, including increased levels of CXCL13, TNF, IFNγ, CXCL12, IL6, IL8, and IL10, together with high levels of BAFF, APRIL, LIGHT, TWEAK, sTNFR1, sCD163, MMP2, and pentraxin III, were detected in the CSF of MS patients with higher levels of GM damage at diagnosis.A common pattern of intrathecal (meninges and CSF) inflammatory profile strongly correlates with increased cortical pathology, both at the time of diagnosis and at death. These results suggest a role for detailed CSF analysis combined with MRI as a prognostic marker for more aggressive MS. Ann Neurol 2018 Ann Neurol 2018;83:739-755.

Abstract Among the intrathecal inflammatory niches where compartmentalized inflammation persists and plays a pivotal role in progressive multiple sclerosis (MS), choroid plexus (CP) has recently received renewed attention. To better characterize the neuropathological/molecular correlates of CP in progressive MS and its potential link with other brain inflammatory compartments, such as perivascular spaces and leptomeninges, the levels, composition and phenotype of CP immune infiltration in lateral ventricles of the hippocampus were examined in 40 post‐mortem pathologically confirmed MS and 10 healthy donors, using immunochemistry/immunofluorescence and in‐situ sequencing. Significant inflammation was detected in the CP of 21 out of the 40 MS cases (52%). The degree of CP inflammation was found correlated with: number of CP macrophages (R: 0.878, p = 1.012 x 10 ‐13 ) and high frequency of innate immune cells expressing the markers MHC‐class II, CD163, CD209, CD11c, TREM2 and TSPO; perivascular inflammation (R: 0.509, p = 7.921 x 10 ‐4 ), and less with meningeal inflammation (R: 0.365, p = 0.021); number of active lesions (R: 0.51, p: 3.524 x 10 ‐5 ). However, it did not significantly correlate with any clinical/demographic characteristics of the examined population. In‐situ sequencing analysis of gene expression in the CP of 3 representative MS cases and 3 controls revealed regulation of inflammatory pathways mainly related to ‘type 2 immune response’, ‘defense to infections’, ‘antigen processing/presentation’. Analysis of 78 inflammatory molecules in paired post‐mortem CSF, the levels of fibrinogen (R: 0.640, p = 8.752 x 10 ‐6 ), PDGF‐bb (R: 0.470, p = 0.002), CXCL13 (R: 0.428, p = 0.006) and IL15 (R: 0.327, p = 0.040) were correlated with extent of CP inflammation. Elevated fibrinogen and complement deposition were found in CP and in underlying subependymal periventricular areas, according to “surface‐in” gradient associated with concomitant prominent microglia activation. CP inflammation, predominantly characterized by innate immunity, represents another key determinant of intrathecal, compartmentalised inflammation persisting in progressive MS, which may be possibly activated by fibrinogen and influence periventricular pathology, even without substantial association with clinical features.

Cognitive impairment (CI) in multiple sclerosis (MS) is frequent and determined by a complex interplay between inflammatory and neurodegenerative processes. We aimed to investigate whether CSF parvalbumin (PVALB), measured at the time of diagnosis, may have a prognostic role in patients with MS.

In inflammatory skin conditions, such as psoriasis, vascular enlargement is associated with endothelial cell proliferation, release of cytokines and adhesion molecule expression. Interleukin (IL)-17A is a pro-inflammatory cytokine mainly secreted by T helper-17 cells that is critically involved in psoriasis pathogenesis. IL-36α, IL-36β and IL-36γ are also inflammatory cytokines up-regulated in psoriasis and induced by various stimuli, including IL-17A. In this study, we found that human keratinocytes are the main source of IL-36, in particular of IL-36γ. This cytokine was strongly induced by IL-17A and efficiently activated human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs), which expressed both IL-17 and IL-36 receptors, by inducing a molecular signaling, such as phosphorylation of ERK1/2 and NF-κB P65 subunit. We highlighted the intense IL-17A- and IL-36γ-dependent interplay between keratinocytes and HDMECs, likely active in the psoriatic lesions and leading to the establishment of a cytokine network responsible for the development and maintenance of the inflamed state. On HDMECs, IL-17A or IL-36γ showed a synergic activity with TNF-α, potently inducing inflammatory cytokine/chemokine release and ICAM-1 expression. We also investigated the involvement of IL-36γ and VEGF-A, substantially reduced in lesional skin of psoriatic patients pharmacologically treated with the anti-IL-17A antibody Secukinumab. Importantly, keratinocyte-derived IL-36γ represented an additional pro-angiogenic mediator of IL-17A. We observed that keratinocyte-derived VEGF-A influenced proliferation but not reduced inflammatory responses of HDMECs. On the other hand, inhibition of IL-36γ released by IL-17A-treated keratinocytes impaired ICAM-1 expression in HDMECs. Taken together, our data demonstrated that IL-17A and IL-36γ are highly involved in endothelial cells/keratinocytes crosstalk in inflammatory skin conditions.

Abstract Most neurodegenerative diseases lack definitive diagnostic tests, and the identification of easily accessible and reliable biomarkers remains a critical unmet need. Since tau protein is highly expressed in skin of tauopathies patients, we aimed to exploit the ultrasensitive seeding activity assay (SAA) to assess tau seeding activity in skin of patients with tauopathies. In this multicentric, case-control study, patients with tauopathies and synucleinopathies were consecutively recruited and sex-matched to healthy controls (HC). Subjects underwent a double 3 mm skin biopsy in cervical area and ankle. Skin tau-SAA, using TauK18 and TauK19 as reaction substrates for 4R and 3R isoforms, seeding score, clinical scales, biochemical and morphological characterization of SAA end-products were evaluated. We analyzed 58 subjects: 24 tauopathies (18 progressive supranuclear palsy, PSP, and 6 corticobasal degeneration, CBD), 20 synucleinopathies (14 Parkinson’s disease, PD, and 6 multiple system atrophy, MSA), and 14 HC. PSP and CBD showed higher tau seeding activity at both anatomical sites. A greater sensitivity of 4R-SAA than 3R-SAA was observed. 4R tau-SAA identified tauopathies with 71% sensitivity and 93% specificity. Accuracy was higher for PSP than CBD: PSP vs HC / PD (AUC 0.825), while CBD vs HC / PD (AUC 0.797), and PSP vs MSA (AU 0.778). SAA end-products showed differences in biochemical and morphological characterization according to the anatomical site. Skin tau-SAA identifies tauopathies with good accuracy and can be used to implement the in-vivo clinical diagnosis of patients with neurodegenerative diseases. Further characterization of peripheral tau seed in skin may elucidate the structure of tau deposits in brain.