A blood donor infected with human immunodeficiency virus-type 1 (HIV-1) and a cohort of six blood or blood product recipients infected from this donor remain free of HIV-1-related disease with stable and normal CD4 lymphocyte counts 10 to 14 years after infection. HIV-1 sequences from either virus isolates or patient peripheral blood mononuclear cells had similar deletions in the nef gene and in the region of overlap of nef and the U3 region of the long terminal repeat (LTR). Full-length sequencing of one isolate genome and amplification of selected HIV-1 genome regions from other cohort members revealed no other abnormalities of obvious functional significance. These data show that survival after HIV infection can be determined by the HIV genome and support the importance of nef or the U3 region of the LTR in determining the pathogenicity of HIV-1.

Winkler et al. show that the glucose transporter GLUT1 in brain endothelium is necessary for the maintenance of proper brain capillary networks and blood-brain barrier integrity. The study also shows that loss of GLUT1 in a mouse model of Alzheimer's disease accelerates BBB breakdown, perfusion and metabolic stress resulting in behavioral deficits, elevated amyloid beta levels and neurodegeneration. The glucose transporter GLUT1 at the blood-brain barrier (BBB) mediates glucose transport into the brain. Alzheimer's disease is characterized by early reductions in glucose transport associated with diminished GLUT1 expression at the BBB. Whether GLUT1 reduction influences disease pathogenesis remains, however, elusive. Here we show that GLUT1 deficiency in mice overexpressing amyloid β-peptide (Aβ) precursor protein leads to early cerebral microvascular degeneration, blood flow reductions and dysregulation and BBB breakdown, and to accelerated amyloid β-peptide (Aβ) pathology, reduced Aβ clearance, diminished neuronal activity, behavioral deficits, and progressive neuronal loss and neurodegeneration that develop after initial cerebrovascular degenerative changes. We also show that GLUT1 deficiency in endothelium, but not in astrocytes, initiates the vascular phenotype as shown by BBB breakdown. Thus, reduced BBB GLUT1 expression worsens Alzheimer's disease cerebrovascular degeneration, neuropathology and cognitive function, suggesting that GLUT1 may represent a therapeutic target for Alzheimer's disease vasculo-neuronal dysfunction and degeneration.

The immune response to HIV-1 in patients who carry human histocompatibility leukocyte antigen (HLA)-B27 is characterized by an immunodominant response to an epitope in p24 gag (amino acids 263-272, KRWIILGLNK). Substitution of lysine (K) or glycine (G) for arginine (R) at HIV-1 gag residue 264 (R264K and R264G) results in epitopes that bind to HLA-B27 poorly. We have detected a R264K mutation in four patients carrying HLA-B27. In three of these patients the mutation occurred late, coinciding with disease progression. In another it occurred within 1 yr of infection and was associated with a virus of syncytium-inducing phenotype. In each case, R264K was tightly associated with a leucine to methionine change at residue 268. After the loss of the cytotoxic T lymphocyte (CTL) response to this epitope and in the presence of high viral load, reversion to wild-type sequence was observed. In a fifth patient, a R264G mutation was detected when HIV-1 disease progressed. Its occurrence was associated with a glutamic acid to aspartic acid mutation at residue 260. Phylogenetic analyses indicated that these substitutions emerged under natural selection rather than by genetic drift or linkage. Outgrowth of CTL escape viruses required high viral loads and additional, possibly compensatory, mutations in the gag protein.

Abstract Neurovascular dysfunction contributes to A lzheimer's disease ( AD ). Cerebrovascular abnormalities and blood–brain barrier ( BBB ) damage have been shown in AD . The BBB dysfunction can lead to leakage of potentially neurotoxic plasma components in brain that may contribute to neuronal injury. Pericytes are integral in maintaining the BBB integrity. Pericyte‐deficient mice develop a chronic BBB damage preceding neuronal injury. Moreover, loss of pericytes was associated with BBB breakdown in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Here, we demonstrate a decrease in mural vascular cells in AD , and show that pericyte number and coverage in the cortex and hippocampus of AD subjects compared with neurologically intact controls are reduced by 59% and 60% ( P < 0.01), and 32% and 33% ( P < 0.01), respectively. An increase in extravascular immunoglobulin G ( IgG ) and fibrin deposition correlated with reductions in pericyte coverage in AD cases compared with controls; the Pearson's correlation coefficient r for the magnitude of BBB breakdown to IgG and fibrin vs. reduction in pericyte coverage was −0.96 ( P < 0.01) and −0.81 ( P < 0.01) in the cortex, respectively, and −0.86 ( P < 0.01) and −0.98 ( P < 0.01) in the hippocampus, respectively. Thus, deficiency in mural vascular cells may contribute to disrupted vascular barrier properties and resultant neuronal dysfunction during AD pathogenesis.

The blood–brain barrier and blood–spinal cord barrier (BSCB) limit the entry of plasma components and erythrocytes into the central nervous system (CNS). Pericytes play a key role in maintaining blood–CNS barriers. The BSCB is damaged in patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Moreover, transgenic ALS rodents and pericyte-deficient mice develop BSCB disruption with erythrocyte extravasation preceding motor neuron dysfunction. Here, we studied whether BSCB disruption with erythrocyte extravasation and pericyte loss are present in human ALS. We show that 11 of 11 cervical cords from ALS patients, but 0 of 5 non-neurodegenerative disorders controls, possess perivascular deposits of erythrocyte-derived hemoglobin and hemosiderin typically 10–50 μm in diameter suggestive of erythrocyte extravasation. Immunostaining for CD235a, a specific marker for erythrocytes, confirmed sporadic erythrocyte extravasation in ALS, but not controls. Quantitative analysis revealed a 3.1-fold increase in perivascular hemoglobin deposits in ALS compared to controls showing hemoglobin confined within the vascular lumen, which correlated with 2.5-fold increase in hemosiderin deposits (r = 0.82, p < 0.01). Spinal cord parenchymal accumulation of plasma-derived immunoglobulin G, fibrin and thrombin was demonstrated in ALS, but not controls. Immunostaining for platelet-derived growth factor receptor-β, a specific marker for CNS pericytes, indicated a 54 % (p < 0.01) reduction in pericyte number in ALS patients compared to controls. Pericyte reduction correlated negatively with the magnitude of BSCB damage as determined by hemoglobin abundance (r = −0.75, p < 0.01). Thus, the BSCB disruption with erythrocyte extravasation and pericyte reductions is present in ALS. Whether similar findings occur in motor cortex and affected brainstem motor nuclei remain to be seen.

Significance The blood–spinal cord barrier (BSCB) is damaged in human ALS and rodents expressing ALS-associated superoxide dismutase mutations. The role of BSCB breakdown in disease pathogenesis remains, however, unclear. Early motor-neuron dysfunction and injury are now shown to be proportional to the degree of BSCB disruption, and early protection of the BSCB integrity with an activated protein C analog is found to delay onset of motor-neuron impairment and degeneration. Altogether, these findings in mice show that BSCB breakdown plays a role in early-stage disease pathogenesis and that restoring BSCB integrity retards the disease process. These findings are relevant to the corresponding disease mechanism in human ALS in which ALS-associated vascular pathology is associated.

Abstract Intravenous Immunoglobulin’s (IVIG’s) are prepared from thousands of donor plasmas and as a result comprise an extreme broad mix and depth of Antibody (Ab) specificities. IVIG formulations available in Australia are from both local and overseas donor sources and extracted using a variety of purification methods and immunoglobulin purities, with the Australia-derived and prepared IVIG listed at >98% and the overseas-derived preparations at ≥ 95%. Because of these differences it was predicted that the formulations might individually vary in composition and that together with obvious genetic and geographic antigenic (Ag) environment differences may result in notable variability between formulations. Hence a focussed comparative proteomic profiling of IVIG formulations was undertaken to identify notable similarities and differences across products. Comparisons between formulations did reveal marked qualitative differences in 2D-gel Antibody profiling that included parameters of isoelectric charge (pI), as well as immunoglobulin (Ig) monomer to dimer ratio variability between products, including high molecular weight (MW) immunoglobulin multimers for some. These notable differences were in part quite likely a product of the respective purification methods used, and capacity to select (or de-select) for antibodies of such different properties. Furthermore, for identification of non-Ig proteins carried over from plasma through purifications Mass spectrometry was performed. This identified a few such ancillary proteins, and their identities, in general, differed between formulations. Proteins detected included the most abundant protein of plasma, albumin, as well as other mostly large and abundant proteins; RAG1 - V(D)J recombination activating protein1, gelsolin, complement Factor-B, serotransferrin, tetranectin, NADH ubiquinone oxidoreductase, caspase 3 and VEGFR1. An alternate strategy used commercial Multiplex xMAP assay to detect cytokines, which are small and present in plasma at trace but highly active quantities. This revealed various different cytokine profiles across the formulations studied. The identification of additional proteins, and especially cytokines in IVIGs, is particularly notable, and the positive, negative or null biological relevance for clinical use, needs resolution. Collectively these findings reveal marked differences between Australian and overseas-derived (non-Australian) IVIGs in immunoglobulin composition and biochemical characteristics, and presence of additional carry-over proteins from plasma. These findings prompt the need for further evaluation of the micro-compositions of individual formulations. Perhaps detailed mining and improved comparative understanding of each IVIG formulation, may enable highly tailored and strategic clinical use of certain formulations that are personalised best-fit treatments for particular conditions. Such as in treatment of a neuropathy, as compared to another formulation, more suited for treating a particular infectious disease. The most salient and overarching study conclusion is need for caution in attributing equivalence across IVIGs.