SUMOylation: novel neuroprotective approach for Alzheimer's disease?

Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized in the brain by the formation of amyloid-beta (Aβ)-containing plaques and neurofibrillary tangles containing the microtubule-associated protein tau. Neuroinflammation is another feature of AD and astrocytes are receiving increasing attention as key contributors. Although some progress has been made, the molecular mechanisms underlying the pathophysiology of AD remain unclear. Interestingly, some of the main proteins involved in AD, including amyloid precursor protein (APP) and tau, have recently been shown to be SUMOylated. The post-translational modification by SUMO (small ubiquitin-like modifier) has been shown to regulate APP and tau and may modulate other proteins implicated in AD. Here we present an overview of recent studies suggesting that protein SUMOylation might be involved in the underlying pathogenic mechanisms of AD and discuss how this could be exploited for therapeutic intervention.

Lithium reduces Gsk3b mRNA levels: implications for Alzheimer Disease

There is evidence of increased systemic expression of active GSK3B in Alzheimer`s disease patients, which apparently is associated with the formation of senile plaques and neurofibrillary tangles. Due to its central role in the pathogenesis of AD, GSK3B is currently a promising target of the pharmaceutical industry. Whilst trials with specific GSK inhibitors in AD are under way, major attention has been focused on the neuroprotective effects of lithium. Whereas the direct and indirect inhibitory effects of lithium over GSK3 activity have been documented by several groups, its effects over Gsk3 transcription have not yet been addressed. We used quantitative PCR to evaluate the transcriptional regulation of Gsk3a and Gsk3b in lithium-treated primary cultures of rat cortical and hippocampal neurons. We found a significant and dose-dependent reduction in the expression of Gsk3b, which was specific to hippocampal cells. This same effect was further confirmed in vivo by measuring Gsk3 expression in different brain regions and in peripheral leukocytes of adult rats treated with lithium. Our studies show that LiCl can modulate Gsk3b transcription in vitro and in vivo. This observation suggest new regulatory effects of lithium over Gsk3b, contributing to the better understanding of its mechanisms of action, offering a new and complementary explanation for Gsk3b modulation and reinforcing its potential for the inhibition of key pathological pathways in Alzheimer`s disease.

Evaluation of estrogen receptor alpha and beta and progesterone receptor expression and correlation with clinicopathologic factors and proliferative marker Ki-67 in breast cancers

To elucidate the molecular profile of hormonal steroid receptor status, we analyzed ER-alpha, ER-beta, and PGR mRNA and protein expression in 80 breast carcinomas using reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), quantitative RT-PCR, and immunohistochemical analysis. Qualitative analysis revealed positive expression of ER-alpha, ER-beta, and PGR mRNA in 48%, 59%, and 48% of the breast carcinomas, respectively. ER-alpha, ER-beta, and PGR transcript overexpression was observed in 51%, 0%, and 12% of the cases, respectively, whereas moderate or strong protein expression was detected in 68%, 78%, and 49% of the cases, respectively. Tumor grade was negatively correlated with transcript and protein levels of ER-alpha (P = .0169 and P = .0006, respectively) and PGR (P = .0034 and P = .0005, respectively). Similarly, proliferative index Ki-67 was negatively associated with transcript and protein levels of ER-alpha (P = .0006 and P < .0001, respectively) and PGR (P = .0258 and P =. 0005, respectively). These findings suggest that ER-alpha and PGR expression are associated with well-differentiated breast tumors and less directly related to cell proliferation. A significant statistical difference was observed between lymph node status and ER-beta protein expression (P = .0208). In ER-alpha-negative tumors, we detected a correlation between ER-beta protein expression and high levels of Ki-67. These data suggest that ER-beta could be a prognostic marker in human breast cancer. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Identification of sexually dimorphic gene expression in brain tissue of the fish Leporinus macrocephalus through mRNA differential display and real time PCR analyses

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isolamentos e caracterização de DETs(Differentially Expressed Transcripts) em espécies de peixes: Leporinus macrocephalus(Characiformes) e Danio rerio (Cypriniformes)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

NADPH Oxidase and Neurodegeneration

NADPH oxidase (Nox) is a unique, multi-protein, electron transport system that produces large amounts of superoxide via the reduction of molecular oxygen. Nox-derived reactive oxygen species (ROS) are known to be involved in a variety of physiological processes, including host defense and signal transduction. However, over the past decade, the involvement of (Nox)-dependent oxidative stress in the pathophysiology of several neurodegenerative diseases has been increasingly recognized. ROS produced by Nox proteins contribute to neurodegenerative diseases through distinct mechanisms, such as oxidation of DNA, proteins, lipids, amino acids and metals, in addition to activation of redox-sensitive signaling pathways. In this review, we discuss the recent literature on Nox involvement in neurodegeneration, focusing on Parkinson and Alzheimer diseases.

Chronic infusion of amyloid-β peptide and sustained attention altered α7 nicotinic receptor density in the rat brain

It is already known that progressive degeneration of cholinergic neurons in brain areas such as the hippocampus and the cortex leads to memory deficits, as observed in Alzheimer's disease. This work verified the effects of the infusion of amyloid-beta (A beta) peptide associated to an attentional rehearsal on the density of alpha 7 nicotinic cholinergic receptor (nAChR) in the brain of male Wistar rats. Animals received intracerebroventricular infusion of A beta or vehicle (control - C) and their attention was stimulated weekly (Stimulated A beta group: S-A beta and Stimulated Control group: SC) or not (Non-Stimulated A beta group: N-SA beta and Non-Stimulated Control group: N-SC), using an active avoidance apparatus. Conditioned avoidance responses (CAR) were registered. Chronic infusion of A beta caused a 37% reduction in CAR for N-SA beta. In S-A beta, this reduction was not observed. At the end, brains were extracted and autoradiography for alpha 7 nAChR was conducted using [I-125]-alpha-bungarotoxin. There was an increase in alpha 7 density in hippocampus, cortex and amygdala of SA beta animals, together with the memory preservation. In recent findings from our lab using mice infused with A beta and the alpha 7 antagonist methyllycaconitine, and stimulated weekly in the same apparatus, it was observed that memory maintenance was abolished. So, the increase in alpha 7 density in brain areas related to memory might be related to a participation of this receptor in the long-lasting change in synaptic plasticity, which is important to improve and maintain memory consolidation.

New molecular targets for PET and SPECT imaging in neurodegenerative diseases

The pathophysiology of neurodegenerative diseases (ND) such as Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD) has not yet been completely elucidated. However, in the past few years, there have been great knowledge advances about intra-and extracellular proteins that may display impaired function or expression in AD, PD and other ND, such as amyloid beta (AB), alpha-synuclein, tau protein and neuroinfiammatory markers. Recent developments in the imaging techniques of positron emission tomography (PET) and single photon emission computed tomography (SPECT) now allow the non-invasive tracking of such molecular targets of known relevance to ND in vivo. This article summarizes recent findings of PET and SPECT studies using these novel methods, and discusses their potential role in the field of drug development for ND as well as future clinical applications in regard to differential diagnosis of ND and monitoring of disease progression.

Early and late neurodegeneration and memory disruption after intracerebroventricular streptozotocin

Glucose metabolism and insulin signaling disruptions in the brain have been proposed as a likely etiology of Alzheimer's disease. The aim of the present study was to investigate the time course of cognitive impairments induced by intracerebroventricular injection of streptozotocin (STZ) in rats and correlate them with the ensuing neurodegenerative process. Early and late effects of STZ were evaluated by using the reference and working memory versions of the Morris' water maze task and the evaluation of neurodegenerative markers by immunoblotting and the Fluoro-jade C histochemistry. The results revealed different types of behavioral and neurodegenerative responses, with distinct time courses. We observed an early disruption on the working memory as early as 3 h after STZ injections, which was followed by degenerative processes in the hippocampus at 1 and 15 days after STZ injections. Memory disruption increases over time and culminates with significant changes in amyloid-beta peptide and hyperphosphorylated Tau protein levels in distinct brain structures. These findings add information on the Alzheimer's disease-like STZ animal model and on the mechanisms underlying neurodegenerative processes. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Untersuchungen zur Beteiligung der Preseniline an den molekularen Mechanismen der Amyloid-ß Entstehung

ZusammenfassungMorbus Alzheimer ist eine progressive, neurodegenerative Erkrankung, die weltweit die häufigste Form der Demenz darstellt und im mittleren bis späten Lebensabschnitt auftritt. Die neuropathologischen Merkmale beinhalten das Auftreten von extrazellulären Ablagerungen aus fibrillogenem Aß42 Peptiden in senilen Plaques und intraneuronalen Akkumulationen von hyperphosphoryliertem Tau in sogenannten neurofibrillären Bündeln. Obwohl die meisten Alzheimer Fälle sporadisch und Alters-assoziiert auftreten, gibt es eine autosomal dominant vererbte Form (FAD; Familial Alzheimer Disease), die schon in einem frühen Lebensabschnitt (ab 28 Jahren) ausbrechen kann. Diese aggressive Alzheimer Form wird durch Mutationen im Amyloid-Precursor-Protein-Gen (APP) oder den Presenilin-Genen (PS-1 und PS-2) ausgelöst. Die Presenilin (PS) Proteine sind entscheidend an der Entstehung von Aß beteiligt. So erhöhen FAD-assoziierte Mutationen in PS-1 und PS-2 die Bildung von Aß42. Außerdem verhindern sowohl homozygote PS-1 Null-Mutationen (PS-1-/-) in transgenen Mäusen, als auch dominant negative PS-1 Mutationen in Kulturzellen die Ab Bildung. Diese Belege sprechen für die zur Zeit favorisierte Amyloid Hypothese, in der die toxische Wirkung des Aß-Peptides in der Entstehung der Alzheimer Erkrankung eine zentrale Rolle einnimmt. Die y-Sekretase ist eine Protease, deren Aktivität für die Entstehung von Ab aus dem Vorläuferprotein APP essentiell ist. Damit bildet sie einen möglichen Ansatzpunkt, um grundlegend in den Prozeß der Ab Bildung einzugreifen. Die y-Sekretase ist allerdings noch nicht identifiziert oder kloniert. Es gibt Hinweise, daß die Preseniline y-Sekretase Aktivität besitzen könnten. Diese Theorie ist bis heute jedoch nicht eindeutig belegt. In dieser Arbeit sollten die molekularen Mechanismen der Ab Entstehung und insbesondere die Beteiligung der Preseniline an diesem Prozeß untersucht werden. Dazu wurde zunächst die subzelluläre Verteilung der endogenen Preseniline analysiert. Es konnte erstmalig ein Unterschied in der subzellulären Verteilung zwischen PS-1 und PS-2 festgestellt werden. PS-1 war vorwiegend im ER lokalisiert, wogegen PS-2 stark im Golgi-Apparat angereichert war. Im zweiten Teil der Arbeit wurde nach möglichen Interaktionen der Preseniline mit C-terminalen APP Fragmenten gesucht, die die Substrate der y-Sekretase darstellen. Es konnte gezeigt werden, daß die Preseniline mit einem 21 kDa großen C-terminalen APP Fragment interagieren. Dabei band die Mutante-Form der Preseniline mehr C-terminales APP Fragment als die Wildtyp-Form. Weiterhin wurde ein zellfreies System zur indirekten Bestimmung der y-Sekretase Aktivität etabliert. Mit Hilfe dieses Systems wird es möglich, Inhibitoren der y-Sekretase zu identifizieren. Die Spezifität des zellfreien Testsystems konnte dadurch deutlich gemacht werden, daß das PS-1, das schon in Zellkultur als essentielle Proteinkomponente zur Entstehung von Aß beschrieben wurde, auch in diesem zellfreien y-Sekretase System notwendig war. Allgemeine Proteaseinhibitoren, die alle bekannten Proteasemechanismen abdeckten, zeigten keinen Einfluß auf die de novo Bildung von Aß. Es konnte festgestellt werden, daß neben der y-Sekretase als Aß produzierende Protease auch Aß abbauende Proteasen vorlagen. Das pH-Optimum der y-Sekretase wurde im neutralen Bereich festgestellt. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß die y-Sekretase eine transmembrane oder zumindest membranassoziierte Protease ist, die keine cytosolischen Komponenten benötigt.

Überexpression und Charakterisierung des extrazellulären Teils der humanen alpha-Sekretase ADAM10

„ÜBEREXPRESSION UND CHARAKTERISIERUNG DES EXTRAZELLULÄREN TEILS DER HUMANEN alpha-SEKRETASE ADAM10“ ALEXANDRA LEPTICH Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei enzymatisch aktive lösliche Proteinvarianten der humanen alpha-Sekretase ADAM10 in Insektenzellen exprimiert, gereinigt und charakterisiert. Dabei entsprach eine der löslichen ADAM10-Varianten dem extrazellulären Bereich des Typ-I-Membranproteins, d.h. ihr fehlte die Transmembran- und cytoplasmatische Domäne. Die zweite Variante stimmt mit einer im menschlichen Gehirn auf mRNA-Ebene nachgewiesenen Splicevariante überein, die zusätzlich noch durch das Fehlen der Cystein-reichen Domäne gekennzeichnet ist. Die alpha-Sekretase ADAM10 spielt eine wichtige Rolle bei der nicht-amyloidogenen Prozessierung des Amyloid-Vorläufer-Proteins (APP). Dabei erfolgt dessen Spaltung innerhalb der beta-Amyloidsequenz, so dass die Produktion von Abeta-Peptiden und damit die Bildung von Amyloid-Plaques während der Alzheimer’schen Erkrankung verhindert wird. Nach der Expression der beiden löslichen ADAM10-Proteine in Insektenzellen erfolgte die Reinigung der prozessierten und damit reifen Enzymform der jeweiligen ADAM10-Proteinvariante mittels Lektin-Affinitätschromatographie. Die anschließende Charakterisierung der beiden löslichen ADAM10-Proteine erfolgte durch einen auf HPLC-Analyse basierenden Enzymtest. Dabei wurden verschiedene sich von der beta-Amyloid-Sequenz ableitenden Peptidsubstrate in vitro eingesetzt, die zum einen den Aminosäuren 11-28 der Abeta-Sequenz, zum anderen dem kompletten Abeta40-Peptid entsprachen und damit die charakteristische alpha-Sekretasespaltstelle des Amyloid-Vorläufer-Proteins enthielten. Des Weiteren kamen jeweils entsprechende Peptidsubstrate zum Einsatz, die an den Positionen 21 und 22 der Abeta- Peptidsequenz vorkommenden Mutationen trugen. Die gewählten Abeta-Substrate konnten durch die löslichen Varianten der alpha-Sekretase ADAM10 an der alpha-Sekretasestelle gespalten werden. Dabei konnte bei den Abeta11-28-Peptiden deutlich die in der Literatur beschriebene Abhängigkeit der Spaltung von der a-helicalen Struktur des Substrats beobachtet werden, während bei den längeren Abeta40-Peptide diesbezüglich kein Zusammenhang hergestellt werden konnte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ADAM10 hauptsächlich als alpha-Sekretase wirkt, weniger als ein Abeta-degradierendes Enzym. Ferner konnte unter Verwendung entsprechender muriner und humaner Abeta-Peptide eine verstärkte Spaltung der murinen Substrate Abeta1-28 und Abeta1-40 durch den extrazellulären Teil von ADAM10 in vitro gezeigt werden. Dieser Versuch bestätigt die Annahme, dass es bei Nagetieren durch die Bevorzugung der nichtamyloidogenen Prozessierung von APP durch die alpha-Sekretase ADAM10 zu keiner Bildung von Amyloid-Plaques kommt. Ein Einfluss auf die Spaltung von membrangebundenem APP und damit der Bildung von neuroprotektivem sAPPalpha durch die löslichen ADAM10-Proteine konnte im Zellsystem nicht beobachtet werden. Vielmehr scheint hier die Membranverankerung von Enzym und Substrat eine wichtige Voraussetzung zu bilden. Des Weiteren konnten die löslichen ADAM10-Proteine durch ein für die Inhibierung von ADAM10 spezifische Hydroxamat-Derivat in ihrer enzymatischen Aktivität gehemmt werden. Die exprimierten ADAM10-Proteine weisen die charakteristischen Eigenschaften der alpha-Sekretase ADAM10 auf, wobei deutlich wurde, dass das Fehlen der Cystein-reichen Domäne keinen Einfluss auf die Fähigkeit der katalytischen Domäne zur Substrat- und Inhibitorbindung hatte. Auch die Stabilität des Enzyms wurde durch das Fehlen der Domäne nicht negativ beeinträchtigt. Eine wichtige Aufgabe stellt nun der Nachweis der löslichen ADAM10-Proteine sowie die Identifizierung ihrer potentiellen Substrate und deren Lokalisation in vivo dar.

Der Einfluss von Apolipoprotein E auf die zellulären Mechanismen der Alzheimer Erkrankung

Die massive Bildung und Ablagerung von aggregiertem Amyloid Beta-Peptid im Gehirn wird allgemein als zentrales Ereignis im Rahmen des Neurodegenerationsprozesses der Alzheimer Demenz betrachtet. Als einer der ursächlichen Risikofaktoren gilt das Vorliegen des ε4-Allels des Apolipoprotein E. Die Alzheimer´sche Krankheit ist dabei in sehr vielfältige Weise mit Apolipoprotein E verknüpft. ApoE begünstigt isoformenabhängig Aβ-Ablagerungen, ApoE-Fragmente kommen im Gehirn und der Cerebrospinalflüssigkeit von Alzheimer Patienten vor und ApoE ist darüber hinaus als Cholesterintransportprotein über den zellulären Cholesterinstoffwechsel mit der Amyloidbildung verknüpft. Mit Hilfe einer Doppeltransfektion von ApoE und ADAM10 in HEK-Zellen und durch Studien mit Inhibitoren der ADAM-Familie an HepG-2-Zellen wurde in vitro gezeigt, dass ApoE nicht durch α-Sekretasen der ADAM-Familie gespalten wird. Weiterhin konnte bewiesen werden, dass ApoE in Astrogliomazellen keinen Einfluss auf die APP-Prozessierung ausübt. Durch in vitro Modulation des Cholesteringehaltes an Astrogliomazellen mit MβCD und seine Cholesterin-Komplexverbindungen ist gezeigt worden, dass die ApoE-Sekretion durch abnehmenden Cholesteringehalt gesenkt wird. Indem Statine alleine oder in Kombination mit Isoprenylierungssubstraten eingesetzt wurden ist der Beweis erbracht worden, dass Statine in vitro die ApoE-Sekretionsinhibition alleine durch Hemmung der Cholesterinbiosynthese bewirken. Bestätigt wurde dies weiterhin durch Experimente mit Isoprenylierungsinhibitoren. Aus dem Wirkmechanismus von Statinen auf die ApoE-Sekretionssenkung leitet sich womöglich der für bestimmte Statine berichtete neuroprotektive Effekt bei Morbus Alzheimer in retrospektiven Humanstudien ab, der sich durch reine Cholesterinsenkung nicht erklären lässt. Im Zusammenhang mit der Cholesterinhomöostase und dem gesteigerten 24(S)-Hydroxycholesterinspiegel bei Morbus Alzheimer, haben die Ergebnisse gezeigt, dass 24(S)-Hydroxycholesterin [24(S)-OH-chol] zur ApoE-Sekretions- und Expressionssteigerung führt. In dieser Arbeit konnte erstmals der Nachweis erbracht werden, dass der stimulatorische Effekt von 24(S)-OH-Chol durch gleichzeitige Lovastatingabe reduziert werden kann. Dies stellt einen möglichen Ansatz im Kampf gegen die Alzheimer Demenz dar. Weiterführend müssen diese Ergebnisse noch in vivo beispielsweise durch Versuche an ApoE-transgenen Mäusen bestätigt werden. Darüber hinaus könnte nach einer Statintherapie der ApoE-Gehalt in humaner, cerebrospinaler Flüssigkeit ermittelt werden.

LRP1 modulates APP trafficking and APP metabolism within compartments of the secretory pathway. Increased AICD generation is ineffective in nuclear translocation and transcriptional activation

LRP1 modulates APP trafficking and metabolism within compartments of the secretory pathway The amyloid precursor protein (APP) is the parent protein to the amyloid beta peptide (Abeta) and is a central player in Alzheimer’s disease (AD) pathology. Abeta liberation depends on APP cleavage by beta- and gamma-secretases. To date, only a unilateral view of APP processing exists, excluding other proteins, which might be transported together and/or processed dependent on each other by the secretases described above. The low density lipoprotein receptor related protein 1 (LRP1) was shown to function as such a mediator of APP processing at multiple steps. Newly synthesized LRP1 can interact with APP, implying an interaction between these two proteins early in the secretory pathway. Therefore, we wanted to investigate whether LRP1 can mediate APP trafficking along the secretory pathway, and, if so, whether it affects APP processing. Indeed, we demonstrate that APP trafficking is strongly influenced by LRP1 transport through the endoplasmic reticulum (ER) and Golgi compartments. LRP1-constructs with ER- and Golgi-retention motifs (LRP-CT KKAA, LRP-CT KKFF) had the capacity to retard APP trafficking at the respective steps in the secretory pathway. Here, we provide evidence that APP metabolism occurs in close conjunction with LRP1 trafficking, highlighting a new role of lipoprotein receptors in neurodegenerative diseases. Increased AICD generation is ineffective in nuclear translocation and transcriptional activity A sequence of amyloid precursor protein (APP) cleavages gives rise to the APP intracellular domain (AICD) together with amyloid beta peptide (Abeta) and/or p3 fragment. One of the environmental factors identified favouring the accumulation of AICD appears to be a rise in intracellular pH. This accumulation is a result of an abrogated cleavage event and does not extend to other secretase substrates. AICD can activate the transcription of artificially expressed constructs and many downstream gene targets have been discussed. Here we further identified the metabolism and subcellular localization of the constructs used in this well documented gene reporter assay. We also co-examined the mechanistic lead up to the AICD accumulation and explored possible significances for its increased expression. We found that most of the AICD generated under pH neutralized conditions is likely that cleaved from C83. Furthermore, the AICD surplus is not transcriptionally active but rather remains membrane tethered and free in the cytosol where it interacts with Fe65. However, Fe65 is still essential in AICD mediated transcriptional transactivation although its exact role in this set of events is unclear.

BETASCAN: probable beta-amyloids identified by pairwise probabilistic analysis

Amyloids and prion proteins are clinically and biologically important beta-structures, whose supersecondary structures are difficult to determine by standard experimental or computational means. In addition, significant conformational heterogeneity is known or suspected to exist in many amyloid fibrils. Recent work has indicated the utility of pairwise probabilistic statistics in beta-structure prediction. We develop here a new strategy for beta-structure prediction, emphasizing the determination of beta-strands and pairs of beta-strands as fundamental units of beta-structure. Our program, BETASCAN, calculates likelihood scores for potential beta-strands and strand-pairs based on correlations observed in parallel beta-sheets. The program then determines the strands and pairs with the greatest local likelihood for all of the sequence's potential beta-structures. BETASCAN suggests multiple alternate folding patterns and assigns relative a priori probabilities based solely on amino acid sequence, probability tables, and pre-chosen parameters. The algorithm compares favorably with the results of previous algorithms (BETAPRO, PASTA, SALSA, TANGO, and Zyggregator) in beta-structure prediction and amyloid propensity prediction. Accurate prediction is demonstrated for experimentally determined amyloid beta-structures, for a set of known beta-aggregates, and for the parallel beta-strands of beta-helices, amyloid-like globular proteins. BETASCAN is able both to detect beta-strands with higher sensitivity and to detect the edges of beta-strands in a richly beta-like sequence. For two proteins (Abeta and Het-s), there exist multiple sets of experimental data implying contradictory structures; BETASCAN is able to detect each competing structure as a potential structure variant. The ability to correlate multiple alternate beta-structures to experiment opens the possibility of computational investigation of prion strains and structural heterogeneity of amyloid. BETASCAN is publicly accessible on the Web at http://betascan.csail.mit.edu.

Molecular cross talk between misfolded proteins in animal models of Alzheimer's and prion diseases.

The central event in protein misfolding disorders (PMDs) is the accumulation of a misfolded form of a naturally expressed protein. Despite the diversity of clinical symptoms associated with different PMDs, many similarities in their mechanism suggest that distinct pathologies may cross talk at the molecular level. The main goal of this study was to analyze the interaction of the protein misfolding processes implicated in Alzheimer's and prion diseases. For this purpose, we inoculated prions in an Alzheimer's transgenic mouse model that develop typical amyloid plaques and followed the progression of pathological changes over time. Our findings show a dramatic acceleration and exacerbation of both pathologies. The onset of prion disease symptoms in transgenic mice appeared significantly faster with a concomitant increase on the level of misfolded prion protein in the brain. A striking increase in amyloid plaque deposition was observed in prion-infected mice compared with their noninoculated counterparts. Histological and biochemical studies showed the association of the two misfolded proteins in the brain and in vitro experiments showed that protein misfolding can be enhanced by a cross-seeding mechanism. These results suggest a profound interaction between Alzheimer's and prion pathologies, indicating that one protein misfolding process may be an important risk factor for the development of a second one. Our findings may have important implications to understand the origin and progression of PMDs.