Summary

 In the past 8 years, both the International Working Group (IWG) and the US National Institute on Aging–Alzheimer's Association have contributed criteria for the diagnosis of Alzheimer's disease (AD) that better define clinical phenotypes and integrate biomarkers into the diagnostic process, covering the full staging of the disease. This Position Paper considers the strengths and limitations of the IWG research diagnostic criteria and proposes advances to improve the diagnostic framework. On the basis of these refinements, the diagnosis of AD can be simplified, requiring the presence of an appropriate clinical AD phenotype (typical or atypical) and a pathophysiological biomarker consistent with the presence of Alzheimer's pathology. We propose that downstream topographical biomarkers of the disease, such as volumetric MRI and fluorodeoxyglucose PET, might better serve in the measurement and monitoring of the course of disease. This paper also elaborates on the specific diagnostic criteria for atypical forms of AD, for mixed AD, and for the preclinical states of AD.

Alzheimer's disease (AD) is classically defined as a dual clinicopathological entity. The recent advances in use of reliable biomarkers of AD that provide in-vivo evidence of the disease has stimulated the development of new research criteria that reconceptualise the diagnosis around both a specific pattern of cognitive changes and structural/biological evidence of Alzheimer's pathology. This new diagnostic framework has stimulated debate about the definition of AD and related conditions. The potential for drugs to intercede in the pathogenic cascade of the disease adds some urgency to this debate. This paper by the International Working Group for New Research Criteria for the Diagnosis of AD aims to advance the scientific discussion by providing broader diagnostic coverage of the AD clinical spectrum and by proposing a common lexicon as a point of reference for the clinical and research communities. The cornerstone of this lexicon is to consider AD solely as a clinical and symptomatic entity that encompasses both predementia and dementia phases.

Brainstorming diseases Consistent classification of neuropsychiatric diseases is problematic because it can lead to misunderstanding of etiology. The Brainstorm Consortium examined multiple genome-wide association studies drawn from more than 200,000 patients for 25 brain-associated disorders and 17 phenotypes. Broadly, it appears that psychiatric and neurologic disorders share relatively little common genetic risk. However, different and independent pathways can result in similar clinical manifestations (e.g., psychosis, which occurs in both schizophrenia and Alzheimer's disease). Schizophrenia correlated with many psychiatric disorders, whereas the immunopathological affliction Crohn's disease did not, and posttraumatic stress syndrome was also largely independent of underlying traits. Essentially, the earlier the onset of a disorder, the more inheritable it appeared to be. Science , this issue p. eaap8757

Longitudinal and multi-site clinical studies create the imperative to characterize and correct technological sources of variance that limit image reproducibility in high-resolution structural MRI studies, thus facilitating precise, quantitative, platform-independent, multi-site evaluation. In this work, we investigated the effects that imaging gradient non-linearity have on reproducibility of multi-site human MRI. We applied an image distortion correction method based on spherical harmonics description of the gradients and verified the accuracy of the method using phantom data. The correction method was then applied to the brain image data from a group of subjects scanned twice at multiple sites having different 1.5 T platforms. Within-site and across-site variability of the image data was assessed by evaluating voxel-based image intensity reproducibility. The image intensity reproducibility of the human brain data was significantly improved with distortion correction, suggesting that this method may offer improved reproducibility in morphometry studies. We provide the source code for the gradient distortion algorithm together with the phantom data.

We recommend a new term, “primary age-related tauopathy” (PART), to describe a pathology that is commonly observed in the brains of aged individuals. Many autopsy studies have reported brains with neurofibrillary tangles (NFTs) that are indistinguishable from those of Alzheimer’s disease (AD), in the absence of amyloid (Aβ) plaques. For these “NFT+/Aβ−” brains, for which formal criteria for AD neuropathologic changes are not met, the NFTs are mostly restricted to structures in the medial temporal lobe, basal forebrain, brainstem, and olfactory areas (bulb and cortex). Symptoms in persons with PART usually range from normal to amnestic cognitive changes, with only a minority exhibiting profound impairment. Because cognitive impairment is often mild, existing clinicopathologic designations, such as “tangle-only dementia” and “tangle-predominant senile dementia”, are imprecise and not appropriate for most subjects. PART is almost universally detectable at autopsy among elderly individuals, yet this pathological process cannot be specifically identified pre-mortem at the present time. Improved biomarkers and tau imaging may enable diagnosis of PART in clinical settings in the future. Indeed, recent studies have identified a common biomarker profile consisting of temporal lobe atrophy and tauopathy without evidence of Aβ accumulation. For both researchers and clinicians, a revised nomenclature will raise awareness of this extremely common pathologic change while providing a conceptual foundation for future studies. Prior reports that have elucidated features of the pathologic entity we refer to as PART are discussed, and working neuropathological diagnostic criteria are proposed.

We describe a recently recognized disease entity, limbic-predominant age-related TDP-43 encephalopathy (LATE). LATE neuropathological change (LATE-NC) is defined by a stereotypical TDP-43 proteinopathy in older adults, with or without coexisting hippocampal sclerosis pathology. LATE-NC is a common TDP-43 proteinopathy, associated with an amnestic dementia syndrome that mimicked Alzheimer’s-type dementia in retrospective autopsy studies. LATE is distinguished from frontotemporal lobar degeneration with TDP-43 pathology based on its epidemiology (LATE generally affects older subjects), and relatively restricted neuroanatomical distribution of TDP-43 proteinopathy. In community-based autopsy cohorts, ∼25% of brains had sufficient burden of LATE-NC to be associated with discernible cognitive impairment. Many subjects with LATE-NC have comorbid brain pathologies, often including amyloid-β plaques and tauopathy. Given that the ‘oldest-old’ are at greatest risk for LATE-NC, and subjects of advanced age constitute a rapidly growing demographic group in many countries, LATE has an expanding but under-recognized impact on public health. For these reasons, a working group was convened to develop diagnostic criteria for LATE, aiming both to stimulate research and to promote awareness of this pathway to dementia. We report consensus-based recommendations including guidelines for diagnosis and staging of LATE-NC. For routine autopsy workup of LATE-NC, an anatomically-based preliminary staging scheme is proposed with TDP-43 immunohistochemistry on tissue from three brain areas, reflecting a hierarchical pattern of brain involvement: amygdala, hippocampus, and middle frontal gyrus. LATE-NC appears to affect the medial temporal lobe structures preferentially, but other areas also are impacted. Neuroimaging studies demonstrated that subjects with LATE-NC also had atrophy in the medial temporal lobes, frontal cortex, and other brain regions. Genetic studies have thus far indicated five genes with risk alleles for LATE-NC: GRN, TMEM106B, ABCC9, KCNMB2, and APOE. The discovery of these genetic risk variants indicate that LATE shares pathogenetic mechanisms with both frontotemporal lobar degeneration and Alzheimer’s disease, but also suggests disease-specific underlying mechanisms. Large gaps remain in our understanding of LATE. For advances in prevention, diagnosis, and treatment, there is an urgent need for research focused on LATE, including in vitro and animal models. An obstacle to clinical progress is lack of diagnostic tools, such as biofluid or neuroimaging biomarkers, for ante-mortem detection of LATE. Development of a disease biomarker would augment observational studies seeking to further define the risk factors, natural history, and clinical features of LATE, as well as eventual subject recruitment for targeted therapies in clinical trials.

The neuropathologic substrate of amnestic mild cognitive impairment (aMCI) is not known.To determine the neuropathologic features of patients who died while their clinical classification was aMCI.Cohort study.Community based.Sixty-six individuals, including 15 who had memory impairment beyond that allowed for aging but who were not demented, were studied along with 28 clinically healthy individuals and 23 patients with probable Alzheimer disease (AD) for comparison.Standard neuropathologic techniques and classification according to Khachaturian, Consortium to Establish a Registry for Alzheimer Disease, and National Institute on Aging-Reagan criteria were used to analyze autopsy tissue from 15 individuals who died while their clinical diagnosis was aMCI. For comparison, autopsy data on age-matched groups of clinically healthy individuals and patients with probable AD were analyzed.Most patients with aMCI did not meet the neuropathologic criteria for AD, but their pathologic findings suggest a transitional state of evolving AD. All the patients with aMCI had pathologic findings involving medial temporal lobe structures, likely accounting for their memory impairment. In addition, there were many concomitant pathologic abnormalities, including argyrophilic grain disease, hippocampal sclerosis, and vascular lesions.The neuropathologic features of aMCI matched the clinical features and seemed to be intermediate between the neurofibrillary changes of aging and the pathologic features of very early AD.

Objective:

 A randomized, placebo-controlled, double-blind, multicenter 52-week phase 2 trial of resveratrol in individuals with mild to moderate Alzheimer disease (AD) examined its safety and tolerability and effects on biomarker (plasma Aβ40 and Aβ42, CSF Aβ40, Aβ42, tau, and phospho-tau 181) and volumetric MRI outcomes (primary outcomes) and clinical outcomes (secondary outcomes). 

Methods:

 Participants (n = 119) were randomized to placebo or resveratrol 500 mg orally once daily (with dose escalation by 500-mg increments every 13 weeks, ending with 1,000 mg twice daily). Brain MRI and CSF collection were performed at baseline and after completion of treatment. Detailed pharmacokinetics were performed on a subset (n = 15) at baseline and weeks 13, 26, 39, and 52. 

Results:

 Resveratrol and its major metabolites were measurable in plasma and CSF. The most common adverse events were nausea, diarrhea, and weight loss. CSF Aβ40 and plasma Aβ40 levels declined more in the placebo group than the resveratrol-treated group, resulting in a significant difference at week 52. Brain volume loss was increased by resveratrol treatment compared to placebo. 

Conclusions:

 Resveratrol was safe and well-tolerated. Resveratrol and its major metabolites penetrated the blood–brain barrier to have CNS effects. Further studies are required to interpret the biomarker changes associated with resveratrol treatment. 

Classification of evidence:

 This study provides Class II evidence that for patients with AD resveratrol is safe, well-tolerated, and alters some AD biomarker trajectories. The study is rated Class II because more than 2 primary outcomes were designated.

Using a series of recombinant tau and FAC1 mutant proteins, this study demonstrates by Western and dot blot analysis that 1) shared epitopes between tau and FAC1 are responsible for Alz-50 binding; 2) Alz-50 reactivity is dependent on two discontinuous portions of the tau molecule; 3) Alz-50 reactivity is most likely the result of a conformational alteration of tau monomers in Alzheimer's disease; and 4) the epitope for MC-1, a novel monoclonal antibody, maps to similar regions of tau but does not react with FAC1. These data raise questions regarding previous studies which have suggested that tau lacks a specific conformation and illustrate the utility of the Alz-50 and MC-1 antibodies in recognizing a distinct pathological conformation of the tau molecule in Alzheimer's disease. J. Neurosci. Res. 48:128–132, 1997. © 1997 Wiley-Liss, Inc.

We have shown previously that M-phase phospho-epitopes accumulate in neuronal tau proteins incorporated into the hallmark neurofibrillary tangles (NFT) of Alzheimer's disease (AD). In M phase, the epitopes are produced by cdc2/cyclin B1 kinase by a highly conserved mechanism believed to be quiescent in terminally differentiated neurons of adult brain. To determine whether an M-phase mechanism is possible in AD neurons, we first investigated the presence of cdc2 and cyclin B1 in AD. Both proteins were enriched in neurons with NFT and in neurons susceptible to NFT. An antibody specific for catalytically active cdc2 stained numerous NFT-containing neurons in AD but did not react with normal neurons. Double-labeling studies showed that active cdc2 and cyclin B1 coexist in AD neurons and co-localize with AD-specific mitotic phospho-epitopes. Mitotic kinase purified from AD and normal brain, using the yeast p13suc1 protein as affinity ligand, showed higher histone H1 phosphorylation activity in AD. Accordingly, the levels of cdc2 and cyclin B1 in p13suc1 fractions from AD were higher than normal. Consistent with a physiological relationship between NFT and mitotic kinase, NFT proteins co-purified with and became phosphorylated by the p13suc1-bound kinase in vitro. Furthermore, cdc2/cyclin B1 is the only one of several proline-directed kinases that created the TG/MC mitotic phospho-epitopes in recombinant tau in vitro. These findings suggest that aberrantly reexpressed cdc2/cyclin B1 in NFT-bearing neurons in AD brain contributes to the generation of M-phase phospho-epitopes in NFT.