Based on the recent literature and collective experience, an international consortium developed revised guidelines for the diagnosis of behavioural variant frontotemporal dementia. The validation process retrospectively reviewed clinical records and compared the sensitivity of proposed and earlier criteria in a multi-site sample of patients with pathologically verified frontotemporal lobar degeneration. According to the revised criteria, 'possible' behavioural variant frontotemporal dementia requires three of six clinically discriminating features (disinhibition, apathy/inertia, loss of sympathy/empathy, perseverative/compulsive behaviours, hyperorality and dysexecutive neuropsychological profile). 'Probable' behavioural variant frontotemporal dementia adds functional disability and characteristic neuroimaging, while behavioural variant frontotemporal dementia 'with definite frontotemporal lobar degeneration' requires histopathological confirmation or a pathogenic mutation. Sixteen brain banks contributed cases meeting histopathological criteria for frontotemporal lobar degeneration and a clinical diagnosis of behavioural variant frontotemporal dementia, Alzheimer's disease, dementia with Lewy bodies or vascular dementia at presentation. Cases with predominant primary progressive aphasia or extra-pyramidal syndromes were excluded. In these autopsy-confirmed cases, an experienced neurologist or psychiatrist ascertained clinical features necessary for making a diagnosis according to previous and proposed criteria at presentation. Of 137 cases where features were available for both proposed and previously established criteria, 118 (86%) met 'possible' criteria, and 104 (76%) met criteria for 'probable' behavioural variant frontotemporal dementia. In contrast, 72 cases (53%) met previously established criteria for the syndrome (P < 0.001 for comparison with 'possible' and 'probable' criteria). Patients who failed to meet revised criteria were significantly older and most had atypical presentations with marked memory impairment. In conclusion, the revised criteria for behavioural variant frontotemporal dementia improve diagnostic accuracy compared with previously established criteria in a sample with known frontotemporal lobar degeneration. Greater sensitivity of the proposed criteria may reflect the optimized diagnostic features, less restrictive exclusion features and a flexible structure that accommodates different initial clinical presentations. Future studies will be needed to establish the reliability and specificity of these revised diagnostic guidelines.

The chromosome 9p21 amyotrophic lateral sclerosis-frontotemporal dementia (ALS-FTD) locus contains one of the last major unidentified autosomal-dominant genes underlying these common neurodegenerative diseases. We have previously shown that a founder haplotype, covering the MOBKL2b, IFNK, and C9ORF72 genes, is present in the majority of cases linked to this region. Here we show that there is a large hexanucleotide (GGGGCC) repeat expansion in the first intron of C9ORF72 on the affected haplotype. This repeat expansion segregates perfectly with disease in the Finnish population, underlying 46.0% of familial ALS and 21.1% of sporadic ALS in that population. Taken together with the D90A SOD1 mutation, 87% of familial ALS in Finland is now explained by a simple monogenic cause. The repeat expansion is also present in one-third of familial ALS cases of outbred European descent, making it the most common genetic cause of these fatal neurodegenerative diseases identified to date.

Frontotemporal lobar degeneration (FTLD) is the second most common cause of presenile dementia. The predominant neuropathology is FTLD with TAR DNA-binding protein (TDP-43) inclusions (FTLD-TDP). FTLD-TDP is frequently familial, resulting from mutations in GRN (which encodes progranulin). We assembled an international collaboration to identify susceptibility loci for FTLD-TDP through a genome-wide association study of 515 individuals with FTLD-TDP. We found that FTLD-TDP associates with multiple SNPs mapping to a single linkage disequilibrium block on 7p21 that contains TMEM106B. Three SNPs retained genome-wide significance following Bonferroni correction (top SNP rs1990622, P = 1.08 x 10(-11); odds ratio, minor allele (C) 0.61, 95% CI 0.53-0.71). The association replicated in 89 FTLD-TDP cases (rs1990622; P = 2 x 10(-4)). TMEM106B variants may confer risk of FTLD-TDP by increasing TMEM106B expression. TMEM106B variants also contribute to genetic risk for FTLD-TDP in individuals with mutations in GRN. Our data implicate variants in TMEM106B as a strong risk factor for FTLD-TDP, suggesting an underlying pathogenic mechanism.

There is increasing evidence that frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis are part of a disease continuum. Recently, a hexanucleotide repeat expansion in C9orf72 was identified as a major cause of both sporadic and familial frontotemporal dementia and amyotrophic lateral sclerosis. The aim of this study was to investigate clinical and neuropathological characteristics of hexanucleotide repeat expansions in C9orf72 in a large cohort of Dutch patients with frontotemporal dementia. Repeat expansions were successfully determined in a cohort of 353 patients with sporadic or familial frontotemporal dementia with or without amyotrophic lateral sclerosis, and 522 neurologically normal controls. Immunohistochemistry was performed in a series of 10 brains from patients carrying expanded repeats using a panel of antibodies. In addition, the presence of RNA containing GGGGCC repeats in paraffin-embedded sections of post-mortem brain tissue was investigated using fluorescence in situ hybridization with a locked nucleic acid probe targeting the GGGGCC repeat. Hexanucleotide repeat expansions in C9orf72 were found in 37 patients with familial (28.7%) and five with sporadic frontotemporal dementia (2.2%). The mean age at onset was 56.9 ± 8.3 years (range 39–76), and disease duration 7.6 ± 4.6 years (range 1–22). The clinical phenotype of these patients varied between the behavioural variant of frontotemporal dementia (n = 34) and primary progressive aphasia (n = 8), with concomitant amyotrophic lateral sclerosis in seven patients. Predominant temporal atrophy on neuroimaging was present in 13 of 32 patients. Pathological examination of the 10 brains from patients carrying expanded repeats revealed frontotemporal lobar degeneration with neuronal transactive response DNA binding protein-positive inclusions of variable type, size and morphology in all brains. Fluorescence in situ hybridization analysis of brain material from patients with the repeat expansion, a microtubule-associated protein tau or a progranulin mutation, and controls did not show RNA-positive inclusions specific for brains with the GGGGCC repeat expansion. The hexanucleotide repeat expansion in C9orf72 is an important cause of frontotemporal dementia with and without amyotrophic lateral sclerosis, and is sometimes associated with primary progressive aphasia. Neuropathological hallmarks include neuronal and glial inclusions, and dystrophic neurites containing transactive response DNA binding protein. Future studies are needed to explain the wide variation in clinical presentation.

Abstract Connections among brain regions allow pathological perturbations to spread from a single source region to multiple regions. Patterns of neurodegeneration in multiple diseases, including behavioral variant of frontotemporal dementia (bvFTD), resemble the large-scale functional systems, but how bvFTD-related atrophy patterns relate to structural network organization remains unknown. Here we investigate whether neurodegeneration patterns in sporadic and genetic bvFTD are conditioned by connectome architecture. Regional atrophy patterns were estimated in both genetic bvFTD (75 patients, 247 controls) and sporadic bvFTD (70 patients, 123 controls). We first identify distributed atrophy patterns in bvFTD, mainly targeting areas associated with the limbic intrinsic network and insular cytoarchitectonic class. Regional atrophy was significantly correlated with atrophy of structurally- and functionally-connected neighbors, demonstrating that network structure shapes atrophy patterns. The anterior insula was identified as the predominant group epicenter of brain atrophy using data-driven and simulation-based methods, with some secondary regions in frontal ventromedial and anteromedial temporal areas. Finally, we find that FTD-related genes, namely C9orf72 and TARDBP, confer local transcriptomic vulnerability to the disease, effectively modulating the propagation of pathology through the connectome. Collectively, our results demonstrate that atrophy patterns in sporadic and genetic bvFTD are jointly shaped by global connectome architecture and local transcriptomic vulnerability.

Abstract Amyloid deposition of the microtubule-associated protein tau is a unifying theme in a multitude of neurodegenerative diseases. Disease-associated missense mutations in tau are associated with frontotemporal dementia (FTD) and enhance tau aggregation propensity. However, the molecular mechanism of how mutations in tau promote tau assembly into amyloids remains obscure. There is a need to understand how tau folds into pathogenic conformations to cause disease. Here we describe the structural mechanism for how an FTD-tau S320F mutation drives spontaneous aggregation. We use recombinant protein and synthetic peptide systems, computational modeling, cross-linking mass spectrometry, and cell models to investigate the mechanism of spontaneous aggregation of the S320F FTD-tau mutant. We discover that the S320F mutation drives the stabilization of a local hydrophobic cluster which allosterically exposes the 306 VQIVYK 311 amyloid motif. We identify a suppressor mutation that reverses the S320F aggregation phenotype through the reduction of S320F-based hydrophobic clustering in vitro and in cells. Finally, we use structure-based computational design to engineer rapidly aggregating tau sequences by optimizing nonpolar clusters in proximity to the S320 site revealing a new principle that governs the regulation of tau aggregation. We uncover a mechanism for regulating aggregation that balances transient nonpolar contacts within local protective structures or in longer-range interactions that sequester amyloid motifs. The introduction of a pathogenic mutation redistributes these transient interactions to drive spontaneous aggregation. We anticipate deeper knowledge of this process will permit control of tau aggregation into discrete structural polymorphs to aid design of reagents that can detect disease-specific tau conformations.

Abstract Purpose Diffusion MRI (dMRI) data typically suffer of marked cross-site variability, which prevents naively performing pooled analyses. To attenuate cross-site variability, harmonization methods such as the rotational invariant spherical harmonics (RISH) have been introduced to harmonize the dMRI data at the signal level. A common requirement of the RISH method, is the availability of healthy individuals who are matched at the group level, which may not always be readily available, particularly retrospectively. In this work, we propose a framework to harmonize dMRI without matched training groups. Methods Our framework learns harmonization features while controlling for potential covariates using a voxel-based generalized linear model (RISH-GLM). RISH-GLM allows to harmonize simultaneously data from any number of sites while also accounting for covariates of interest, thus not requiring matched training subjects. Additionally, RISH-GLM can harmonize data from multiple sites in a single step, whereas RISH is performed for each site independently. Results We considered data of training subjects from retrospective cohorts acquired with 3 different scanners and performed 3 harmonization experiments of increasing complexity. First, we demonstrate that RISH-GLM is equivalent to conventional RISH when trained with data of matched training subjects. Secondly, we demonstrate that RISH-GLM can effectively learn harmonization with two groups of highly unmatched subjects. Thirdly, we evaluate the ability of RISH-GLM to simultaneously harmonized data from 3 different sites. Discussion RISH-GLM can learn cross-site harmonization both from matched and unmatched groups of training subjects, and can effectively be used to harmonize data of multiple sites in one single step.

Abstract Recent studies have suggested that cerebellar and subcortical structures are impacted early in the disease progression of genetic frontotemporal dementia (FTD) due to microtubule-associated protein tau ( MAPT ), progranulin ( GRN ) and chromosome 9 open reading frame 72 ( C9orf72 ). However, the clinical contribution of the structures involved in the cerebello-subcortical circuitry has been understudied in FTD given their potentially central role in cognition and behaviour processes. The present study aims to investigate whether there is an association between the atrophy of the cerebellar and subcortical structures, and neuropsychiatric symptoms (using the revised version of the Cambridge Behavioral Inventory, CBI-R) across genetic mutations and whether this association starts during the preclinical phase of the disease. Our study included 983 participants from the Genetic Frontotemporal dementia Initiative (GENFI) including mutation carriers (n=608) and non-carrier first-degree relatives of known symptomatic carriers (n= 375). Voxel-wise analysis of the thalamus, striatum, globus pallidus, amygdala, and the cerebellum was performed using deformation based morphometry (DBM) and partial least squares analyses (PLS) were used to link morphometry and behavioural symptoms. Our univariate results suggest that in this group of primarily presymptomatic subjects, volume loss in subcortical and cerebellar structure was primarily a function of aging, with only the C9orf72 group showing more pronounced volume loss in the thalamus compared to the non-carrier individuals. PLS analyses demonstrated that the cerebello-subcortical circuitry is related to all neuropsychiatric symptoms from the CBI-R, with significant overlap in brain/behaviour patterns, but also specificity for each genetic group. The biggest differences were in the extent of the cerebellar involvement (larger extent in C9orf72 group) and more prominent amygdalar contribution in the MAPT group. Finally, our findings demonstrated that C9orf72 and MAPT brain scores were related to estimated years before the age of symptom onset (EYO) in a second order relationship highlighting a steeper brain score decline 20 years before expected symptom onset, while GRN brain scores were related to age and not EYO. Overall, these results demonstrated the important role of the subcortical structures and especially of the cerebellum in genetic FTD symptom expression.

Mutations in

Inflammation has been proposed as a crucial player in neurodegeneration, including Frontotemporal Dementia (FTD). A few studies on sporadic FTD lead to inconclusive results, whereas large studies on genetic FTD are lacking. The aim of this study is to determine cytokine and chemokine plasma circulating levels in a large cohort of genetic FTD, collected within the GENetic Frontotemporal dementia Initiative (GENFI).