Prion diseases such as Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) are fatal, neuro-degenerative disorders with no known therapy. A proportion of the UK population has been exposed to a bovine spongiform encephalopathy-like prion strain and are at risk of developing variant CJD. A hallmark of prion disease is the transformation of normal cellular prion protein (PrP(C)) into an infectious disease-associated isoform, PrP(Sc). Recent in vitro studies indicate that anti-PrP monoclonal antibodies with little or no affinity for PrP(Sc) can prevent the incorporation of PrP(C) into propagating prions. We therefore investigated in a murine scrapie model whether anti-PrP monoclonal antibodies show similar inhibitory effects on prion replication in vivo. We found that peripheral PrP(Sc) levels and prion infectivity were markedly reduced, even when the antibodies were first administered at the point of near maximal accumulation of PrP(Sc) in the spleen. Furthermore, animals in which the treatment was continued remained healthy for over 300 days after equivalent untreated animals had succumbed to the disease. These findings indicate that immunotherapeutic strategies for human prion diseases are worth pursuing.

Abstract Human prion diseases are fatal neurodegenerative disorders which cause cognitive impairment and neurological deficits. Additional measures of tissue status are necessary for improving the sensitivity and specificity of clinical diagnosis as in many cases clinical forms of prion disease are commonly mistaken for other forms of dementia. To that effect, we developed a set of quantitative magnetic resonance-based tools, including magnetic resonance spectroscopy (MRS), magnetization transfer ratio (MTR) and quantitative T 1 and T 2 imaging to study the course of the disease in an animal model of prion disease. Using in vivo MTR, significant changes were detected in the cortex and thalamus of late-stage prion -infected mice as compared to littermates. In addition, we found a significant increase of MTR in thalamus and cortex of 80 dpi healthy mice when compared with 160 dpi healthy mice suggestive of changes occurring during the development of the brain. Using quantitative T 2 mapping, significantly higher values were measured in thalamus of prion mice at all stages of the disease (T 2 =40ms) while T 1 was found to be significantly higher in cortex (T 1 =1.89s) and hippocampus, albeit only in late-stage prion mice as compared to aged-matched controls (T 1 =1.67s). Using quantitative MRS significant changes were detected in glutamate (Glu) and myo-inositol (Ins) at all stages of prion disease when compared with the control group. NAA, Cr, Lactate and Lipids were only found to be significantly different at early and late stages of the disease while Taurine (Tau) was only significantly increased in the asymptomatic stage without any significant change at early and late stages of the disease. These changes in MRI and MRS signals, which precede clinical signs of disease, could provide insights into the pathogenesis of this disease and may enable early detection of pathology.