Ein 74-jähriger Mann stellte sich im August 2006 mit Gedächtnisverlust bei seinem Hausarzt vor und wurde dann an den Neurologen überwiesen. Er zeigte einen raschen globalen kognitiven Rückgang mit Aggressivität, bizarrem Verhalten und Sprachverlust. Dies ging einher mit schwerer Anomie, Enthemmung und einem MMSE-Wert von 10/30. Es gab keine fokalen Anzeichen, Myoklonus oder Ataxie. Die klinische Verschlechterung war sehr rasch und im Dezember 2006 befand er sich in einem akinetisch-mutistischen Syndrom mit abnormaler Haltung. Zwei MRT-Untersuchungen im Oktober und Dezember 2006, einschließlich T1-, T2-, FLAIR- und DWI-Sequenzen, zeigten moderate Anzeichen einer Gehirnatrophie, aber keine Zunahme des anormalen kortikalen oder basalen Ganglien-Signals. Das Elektroenzephalogramm (EEG) war nicht diagnostisch und der Protein 14-3-3-Wert im Liquor war normal. Der Patient starb im März 2007. Die Familiengeschichte der Demenz umfasste einen 80-jährigen Bruder, bei dem eine wahrscheinliche Alzheimer-Erkrankung diagnostiziert wurde. Nach der Sequenzierung des Prion-Protein-Gens (PRNP) wurden keine Mutationen im offenen Leserahmen gefunden. Im Codon 129 wurde eine Heterozygose Metionin-Valin (MV) beobachtet. Moderate bis leichte spongiforme Veränderungen waren im Neokortex, im Putamen/Globus pallidus und im Thalamus vorhanden, wobei die Läsionen im Putamen und im Frontalkortex stärker ausgeprägt waren (Abbildung und ). Konfluente Vakuolen wurden in keiner Region gefunden. Außer einigen fokalen Vakuolen in der tieferen molekularen Schicht waren die zerebellären Kortikalen unauffällig (Abbildung ). Neuronen waren im zerebellären Kortex und in den basalen Ganglien weitgehend erhalten, wobei eine fokale Astrozytose selten beobachtet wurde (Abbildung ). Eine leichte bis moderate Mikrogliose war im zerebellären Kortex und in den basalen Ganglien sowie im subkortikalen weißen Gewebe vorhanden (Abbildung und ). Die Immunfärbung von PrP ohne Vorbehandlung mit Protease K zeigte eine starke Färbung, die durch feine punktförmige Ablagerungen (synaptisch-ähnliche) und unregelmäßige, granulare, oft konfluente Ablagerungen gekennzeichnet war, die als diffuse synaptische (Abbildung und ) klassifiziert werden konnten. Perineuronale und zerebellare plaque-ähnliche Ablagerungen, kuru-Plaques und floride Plaques fehlten. Nach der PK-Behandlung verschwand die überwiegende Mehrheit der Färbung, mit Ausnahme einiger granularer, PrP-resistenter Ablagerungen (Abbildung und ). Das Gehirn zeigte ein diskretes, synaptisch-ähnliches Muster im molekularen und granularen Bereich, das nach der PK-Vorbehandlung verschwand. Die Sensitivität zur PK-Vorbehandlung wurde am besten in aufeinanderfolgenden Abschnitten mit und ohne PK-Vorbehandlung sichtbar (Abbildung ). Parallele Abschnitte, die mit dem 3F4-Antikörper gefärbt wurden, zeigten eine deutliche Reduktion der PrP-Immunreaktivität, die durch Densitometrie bewertet wurde und 70-80 % der gesamten PrP-Immunreaktivität im Gewebe ausmachte. Dies wurde durch Inkubation von Gewebeabschnitten mit dem 1E4-Antikörper und Vergleich des immunhistologischen PrP-Musters eines sCJD MV1-Falls mit dem Probanden bestätigt. Wie in Abbildung gezeigt, zeigten 3F4 und 1E4 synaptische PrP-Immunreaktivität im gemeinsamen MV1-Fall eine resistent PrP-Immunreaktivität (Abbildung ). Im Gegensatz dazu wurde die Immunreaktivität mit 3F4 und 1E4 nach PK-Vorbehandlung im Probanden praktisch aufgehoben (Abbildung ). Neben diesen Veränderungen waren neurofibrilläre Verwicklungen und Vorverwicklungen sowie Körner (Granula) in der entorhinalen und perirhinalen Hirnrinde, im Subikulum und in den CA1- und CA3-Regionen des Hippocampus vorhanden. Einige Vorverwicklungen und Körner waren auch in der Amygdala zu sehen. Diese Veränderungen gingen mit einigen hyperphosphorylierten Tau-Ablagerungen in Neuronen des dentaten Gyrus, mit Spiralkörpern in der weißen Substanz des Temporallappens und mit peri-ventrikulären Astrozyten einher. Verstreute αB-kristallin-immunoreaktive, ballonförmige Neurone waren in der entorhinalen Hirnrinde und in der Amygdala vorhanden. Die Tau-Pathologie entsprach dem Alzheimer-Stadium III und der argyrophilen Körnerkrankheit im Stadium 3. Amyloid-Plaques und α-synukleine Einschlüsse waren nicht vorhanden. Mit Anti-TDP-43-Antikörpern wurden keine Anomalien festgestellt. Das Standard-PrP-Western-Blotting-Verfahren (10 % Gehirnhomogenat und endgültige PK-Konzentration von 440 μg/ml) konnte PrPSc nicht nachweisen. Die Erhöhung des geladenen Volumens im Gel von 5 auf 10 μl ergab ein extrem schwaches Signal, das 24 und 19 kDa unter sättigenden Filmbelichtungszeiten entsprach (Abbildung). Die Abnahme der PK-Konzentrationen (440, 100 und 50 μg/ml) zeigte einen Anstieg des PrPSc-Signals, was auf ein PK-sensitives Prionprotein hindeutete (Abbildung). Selbst dann waren nur zwei Bänder von 24 und 19 kDa sichtbar. Nach Erhöhung des Gehirnhomogenatanteils auf 20 % wurde das gleiche Zwei-Band-Muster erhalten. Mit dem TeSeE®-Kit, das durch weichere PK-Verdauungsbedingungen gekennzeichnet ist, gefolgt von Stufen der Reinigung und Konzentration des Proteins und der Färbung mit Sha31 Mab, wurde das Vorhandensein zweier unerwarteter Banden mit 21 und 16 kDa nachgewiesen (Abbildung). Dieses Bandenprofil wurde in allen Gehirnregionen beobachtet und stellte ein markantes Ergebnis dar, da ihr Molekulargewicht sich von dem zuvor mit Mab 3F4 und 6H4 nachgewiesenen unterschied. Die Verdauung, Reinigung und Konzentration der Probe gemäß den Empfehlungen des TeSeE®-Kits in Kombination mit der Detektion mit 3F4 und 6H4 ergaben ein neues Muster. In einigen Gehirnregionen waren nicht nur die vorherigen Banden mit 24, 21, 19 und 16 kDa vorhanden, sondern auch eine sehr schwache Bande mit 28 kDa und ein Fragment mit einer Größe von etwa 6 kDa wurden beobachtet (Abbildung). Ferner wurden Unterschiede in der Signalintensität mit den Antikörpern 3F4 und 6H4 nachgewiesen, was auf eine unterschiedliche Affinität zu PrPSc hindeutet, die als eine andere Proteinkonformation interpretiert werden könnte, bei der der Epitop, der mit Mab 3F4 gebunden wird, stärker exponiert ist als der Epitop, der mit Mab 6H4 gebunden wird. Die Deglykosylierungsanalyse ergab drei aglykosylierten Isoformen mit 19, 16 und 6 kDa, die im Kortex (parietal, frontal und temporal) intensiver und im okzipitalen Kortex und im Putamen/Globus pallidus schwächer waren. Im Thalamus wurden zwei Banden erkannt, eine intensivere mit 19 kDa und eine schwächere mit 16 kDa. Schließlich war das Kleinhirn die einzige Region, in der eine einzige aglykosylierten Bande mit 19 kDa beobachtet wurde (Abbildung), ähnlich wie bei der sCJD Typ 2. Wir können jedoch nicht ausschließen, dass dieses Ergebnis auf das Vorhandensein einer kleinen Menge von PrPSc und eine Unterrepräsentation der anderen Banden zurückzuführen ist, wie im Thalamus, wo eine Bande mit 16 kDa Größe nur unter längerer Filmbelichtungszeit beobachtet wurde. Die Bewertung der Empfindlichkeit gegenüber PK-Verdauung wurde durch Messung der Absorptionswerte von PrPSc vor und nach Behandlung mit Proteinase K unter Verwendung des IDEXX HerdChek BSE-Tests erreicht. Diese Technologie basiert auf der selektiven PrPSc-Erfassung durch ein spezielles chemisches Polymer durch polyionische Wechselwirkungen in Gegenwart von PrPC aus einer Probe von Gehirnhomogenat. Die Absorptionswerte sinken mit der Verdünnungsstärke, sodass davon ausgegangen werden kann, dass die Menge an PrPSc direkt proportional zur Absorptionsstärke ist. Ziel dieses Protokolls war es, die relative Quantifizierung von PrPSc ohne Behandlung mit Proteasen durchzuführen. Wir sind der Ansicht, dass die Einführung eines Verdauungsstadiums nützlich sein könnte, um die relative Resistenz gegenüber PK-Verdauung einfach zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Absorptionswerte nach PK-Behandlung in allen Proben (Tabelle ) abnahmen. Bei der Multi-Infarkt-Enzephalopathie (MIE) und sCJD-VV2 wurde die Signalerkennung um 4,32 % bzw. 2,02 % reduziert, aber die Reduktionen waren nicht statistisch signifikant. Im Gegensatz dazu zeigten die Proben von Probanden und sCJD-MM1 eine statistisch signifikante (p < 0,005) Reduktion des Signals um 79,82 % bzw. 22,68 %. Die Absorptionswerte für MIE lagen unterhalb des Cut-offs, auf dem gleichen Niveau wie die negativen Kontrollen. Die übrigen Werte lagen über dem Cut-off. Diese unterschiedlichen Stufen der Signalschwächung weisen auf drei Stufen der Resistenz gegenüber PK-Verdauung hin: hoch, mittel und niedrig. Eine hohe Resistenz gegenüber PK-Verdauung würde durch einen niedrigen Prozentsatz der Signalschwächung angezeigt, wie er bei sCJD-VV2 beobachtet wurde. In diesem Fall würde eine Signalschwächung von 2 % darauf hinweisen, dass PK-Verdauung nur einen minimalen Anteil von PrPSc abbauen kann, was auf eine hohe Resistenz des abnormalen PrP-Proteins hindeutet. Eine mittlere Resistenz würde durch einen etwas höheren Prozentsatz der Signalschwächung angezeigt, wie er bei sCJD-MM1 beobachtet wurde, wo 22 % auf einen höheren abbaubaren Anteil von PrPSc hindeuten als bei dem vorherigen Fall. Dies würde auf einen Protein-Typ hindeuten, der nur geringfügig empfänglich für Degradation mit Proteasen ist, je nach Gehirnregion. Weitere Untersuchungen werden durchgeführt, um zu klären, ob dieser Grad der Degradation mit dem Protein-Typ MM1 oder mit einem Phänomen verbunden ist, das nur für dieses Subjekt spezifisch ist. Schließlich würde eine geringe Resistenz gegenüber PK-Verdauung durch einen hohen Prozentsatz der Signalschwächung angezeigt, wie er bei dem Probanden beobachtet wurde, was darauf hindeutet, dass ein hoher Anteil von PrPSc abbaubar ist. Dies deutet auf das Vorhandensein abnormaler PrP-Typen hin, die extrem empfänglich für Proteasedegradation sind und die möglicherweise von den auf die charakteristische Proteinase-Resistenz des pathologischen PrP-Proteins basierenden Detektionsmethoden übersehen werden.