Intravital diagnostics of neurodegenerative diseases

Abstract

Prionopathies, also called transmissible spongiform encephalopathies (TSE) and synucleinopathies are neurodegenerative diseases that are associated with the accumulation of misfolded proteins (prion and α-synuclein) mostly in the central nervous system. To this day, early and definite diagnosis remains unavailable during the patient's lifetime, mainly due to the absence of reliable biomarker which makes clinical diagnosis more challenging. Therefore, the gold standard in diagnostics remains direct post-mortem evaluation of misfolded proteins within brain tissue by western blot and immunohistochemistry. In the recent years, seeding amplification assays (SAAs) like Real-Time Quacking-Induced Conversion (RT-QuIC) emerged for ultra-sensitive ante-mortem diagnosis of neurodegenerative diseases. SAAs exploit ability of pathological misfolded proteins present in patient's samples to change the conformation and initiate aggregation of native recombinant protein substrate by prion-like seeding mechanism. In the presented dissertation thesis, we exploited second-generation RT-QuIC assay (55řC, 700 rpm, cycles of 1 min double-orbital shaking and 1 min incubation) utilizing recombinant hamster shortened prion protein (rHAPrP90-231) to evaluate prion seeding activity in post-mortem TSE (n=38) and non-TSE (n=30)...

Prionopatie, taktiež nazývané transmisívne spongiformné encefalopatie (TSE), a synukleínopatie predstavujú skupinu neurodegeneratívnych ochorení, ktoré sú asociované s akumuláciou nesprávne zložených proteínov (prión a α-synukleín) prevažne v centrálnom nervovom systéme. Kvôli absencii spoľahlivého biomarkera je včasná a definitívna diagnostika počas života pacienta nedostupná. Zlatým štandardom preto zostáva priama post-mortem detekcia patologicky zložených proteínov v mozgovom tkanive pomocou western blotu a imunohistochémie. Avšak v posledných rokoch sa pre ultra-senzitívnu ante-mortem diagnostiku zaviedli metódy so spoločným názvom ʺseeding amplification assays (SSAs)ʺ akou je aj Real-Time Quacking-Induced Conversion (RT-QuIC). SAAs využívajú schopnosť patologicky zložených proteínov, ktoré sú prítomné v pacientskej vzorke, zmeniť konformáciu a iniciovať agregáciu monomérneho rekombinantného proteínu v substráte vďaka ʺprion-likeʺ mechanizmu. V prezentovanej dizertačnej práci sme analyzovali prión konvertujúcu aktivitu v post- mortem TSE (n=38) a non-TSE (n=30) vzorkách cerebrospinálneho moku (CSF) a korešpondujúcich vzoriek koží pomocou druhej generácie RT-QuIC metódy (55řC, 700 rpm, cykly 1 min dvoj orbitálneho trepania a 1 min inkubácia) s využitím rekombinantného skráteného priónového...