Wie bei der klassischen CJK wurden bei der histologischen Untersuchung von Hirnbiopsie- und Obduktionsproben von Patienten mit der neuen Variante der CJK spongiforme Vakuolen, Neuronenverlust und Astrozytose festgestellt. Diese Veränderungen treten vor allem in den Basalganglien und im Thalmus auf, wobei auch das Großhirn und das Zerebellum fokal betroffen sind.
Im Gegensatz zur klassischen CJK, bei der Plaques in etwa 5 % der Fälle auftreten, waren bei den untersuchten Fällen der Neuen Variante der CJK durchweg Plaques vom Kuru-Typ vorhanden.
Die Immunzytochemie für das Prionprotein PrP zeigt eine starke Anfärbung der Plaques, aber auch das Vorhandensein von PrP in Form von kleinen Plaques um kleine Neuronen im Groß- und Kleinhirn, in Bereichen des Gehirns, in denen keine spongiformen Veränderungen vorhanden waren.
Alle gesicherten vCJD-Fälle traten bei Methionin-Homozygoten am Codon 129 im Prionprotein-Gen auf.
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