Background Late Onset Alzheimer's disease (LOAD) is the leading cause of dementia. Recent large genome-wide association studies (GWAS) identified the first strongly supported LOAD susceptibility genes since the discovery of the involvement of APOE in the early 1990s. We have now exploited these GWAS datasets to uncover key LOAD pathophysiological processes. Methodology We applied a recently developed tool for mining GWAS data for biologically meaningful information to a LOAD GWAS dataset. The principal findings were then tested in an independent GWAS dataset. Principal Findings We found a significant overrepresentation of association signals in pathways related to cholesterol metabolism and the immune response in both of the two largest genome-wide association studies for LOAD. Significance Processes related to cholesterol metabolism and the innate immune response have previously been implicated by pathological and epidemiological studies of Alzheimer's disease, but it has been unclear whether those findings reflected primary aetiological events or consequences of the disease process. Our independent evidence from two large studies now demonstrates that these processes are aetiologically relevant, and suggests that they may be suitable targets for novel and existing therapeutic approaches.

Whole-exome sequencing reveals that a rare variant of phospholipase D3 (PLD3(V232M)) segregates with Alzheimer’s disease status in two independent families and doubles risk for the disease in case–control series, and that several other PLD3 variants increase risk for Alzheimer’s disease in African Americans and people of European descent. The identification of mutations causing Alzheimer's disease in amyloid-β precursor protein, presenilin 1 and presenilin 2 led to a better understanding of the pathobiology of the condition. Further mutations are expected to be implicated, but the identification of such variants has been challenging. These authors used exome sequencing to identify low-frequency coding variants with large effects on late-onset Alzheimer's disease. They report several coding variants in the gene PLD3, coding for phospholipase D3, that increase disease risk at least twofold. PLD3 may have a role in the processing of amyloid-β and may have potential as a novel therapeutic target. Genome-wide association studies (GWAS) have identified several risk variants for late-onset Alzheimer's disease (LOAD)1,2. These common variants have replicable but small effects on LOAD risk and generally do not have obvious functional effects. Low-frequency coding variants, not detected by GWAS, are predicted to include functional variants with larger effects on risk. To identify low-frequency coding variants with large effects on LOAD risk, we carried out whole-exome sequencing (WES) in 14 large LOAD families and follow-up analyses of the candidate variants in several large LOAD case–control data sets. A rare variant in PLD3 (phospholipase D3; Val232Met) segregated with disease status in two independent families and doubled risk for Alzheimer’s disease in seven independent case–control series with a total of more than 11,000 cases and controls of European descent. Gene-based burden analyses in 4,387 cases and controls of European descent and 302 African American cases and controls, with complete sequence data for PLD3, reveal that several variants in this gene increase risk for Alzheimer’s disease in both populations. PLD3 is highly expressed in brain regions that are vulnerable to Alzheimer’s disease pathology, including hippocampus and cortex, and is expressed at significantly lower levels in neurons from Alzheimer’s disease brains compared to control brains. Overexpression of PLD3 leads to a significant decrease in intracellular amyloid-β precursor protein (APP) and extracellular Aβ42 and Aβ40 (the 42- and 40-residue isoforms of the amyloid-β peptide), and knockdown of PLD3 leads to a significant increase in extracellular Aβ42 and Aβ40. Together, our genetic and functional data indicate that carriers of PLD3 coding variants have a twofold increased risk for LOAD and that PLD3 influences APP processing. This study provides an example of how densely affected families may help to identify rare variants with large effects on risk for disease or other complex traits.

There are no generally accepted protocols for post-mortem assessment in cases of suspected vascular cognitive impairment. Neuropathologists from seven UK centres have collaborated in the development of a set of vascular cognitive impairment neuropathology guidelines (VCING), representing a validated consensus approach to the post-mortem assessment and scoring of cerebrovascular disease in relation to vascular cognitive impairment. The development had three stages: (i) agreement on a sampling protocol and scoring criteria, through a series of Delphi method surveys; (ii) determination of inter-rater reliability for each type of pathology in each region sampled (Gwet's AC2 coefficient); and (iii) empirical testing and validation of the criteria, by blinded post-mortem assessment of brain tissue from 113 individuals (55 to 100 years) without significant neurodegenerative disease who had had formal cognitive assessments within 12 months of death. Fourteen different vessel and parenchymal pathologies were assessed in 13 brain regions. Almost perfect agreement (AC2 > 0.8) was found when the agreed criteria were used for assessment of leptomeningeal, cortical and capillary cerebral amyloid angiopathy, large infarcts, lacunar infarcts, microhaemorrhage, larger haemorrhage, fibrinoid necrosis, microaneurysms, perivascular space dilation, perivascular haemosiderin leakage, and myelin loss. There was more variability (but still reasonably good agreement) in assessment of the severity of arteriolosclerosis (0.45–0.91) and microinfarcts (0.52–0.84). Regression analyses were undertaken to identify the best predictors of cognitive impairment. Seven pathologies—leptomeningeal cerebral amyloid angiopathy, large infarcts, lacunar infarcts, microinfarcts, arteriolosclerosis, perivascular space dilation and myelin loss—predicted cognitive impairment. Multivariable logistic regression determined the best predictive models of cognitive impairment. The preferred model included moderate/severe occipital leptomeningeal cerebral amyloid angiopathy, moderate/severe arteriolosclerosis in occipital white matter, and at least one large infarct (area under the receiver operating characteristic curve 77%). The presence of 0, 1, 2 or 3 of these features resulted in predicted probabilities of vascular cognitive impairment of 16%, 43%, 73% or 95%, respectively. We have developed VCING criteria that are reproducible and clinically predictive. Assuming our model can be validated in an independent dataset, we believe that this will be helpful for neuropathologists in reporting a low, intermediate or high likelihood that cerebrovascular disease contributed to cognitive impairment. There is no generally accepted protocol for post-mortem assessment of suspected vascular cognitive impairment. Skrobot et al. describe the multicentre development and validation of the first such set of guidelines. They present a simple scheme for assigning a low, intermediate or high likelihood that cerebrovascular disease contributed to cognitive impairment.

Genetic discoveries of Alzheimer's disease are the drivers of our understanding, and together with polygenetic risk stratification can contribute towards planning of feasible and efficient preventive and curative clinical trials. We first perform a large genetic association study by merging all available case-control datasets and by-proxy study results (discovery n = 409,435 and validation size n = 58,190). Here, we add six variants associated with Alzheimer's disease risk (near APP, CHRNE, PRKD3/NDUFAF7, PLCG2 and two exonic variants in the SHARPIN gene). Assessment of the polygenic risk score and stratifying by APOE reveal a 4 to 5.5 years difference in median age at onset of Alzheimer's disease patients in APOE ɛ4 carriers. Because of this study, the underlying mechanisms of APP can be studied to refine the amyloid cascade and the polygenic risk score provides a tool to select individuals at high risk of Alzheimer's disease.

Abstract Background Late‐onset Alzheimer's disease (AD) is heritable with 20 genes showing genome‐wide association in the International Genomics of Alzheimer's Project (IGAP). To identify the biology underlying the disease, we extended these genetic data in a pathway analysis. Methods The ALIGATOR and GSEA algorithms were used in the IGAP data to identify associated functional pathways and correlated gene expression networks in human brain. Results ALIGATOR identified an excess of curated biological pathways showing enrichment of association. Enriched areas of biology included the immune response ( P = 3.27 × 10 −12 after multiple testing correction for pathways), regulation of endocytosis ( P = 1.31 × 10 −11 ), cholesterol transport ( P = 2.96 × 10 −9 ), and proteasome‐ubiquitin activity ( P = 1.34 × 10 −6 ). Correlated gene expression analysis identified four significant network modules, all related to the immune response (corrected P = .002–.05). Conclusions The immune response, regulation of endocytosis, cholesterol transport, and protein ubiquitination represent prime targets for AD therapeutics.

ABSTRACT Dementia is multifactorial with Alzheimer (AD) and vascular (VaD) pathologies making the largest contributions. Genome-wide association studies (GWAS) have identified over 70 genetic risk loci for AD but the genomic determinants of other dementias, including VaD remain understudied. We hypothesize that common forms of dementia will share genetic risk factors and conducted the largest GWAS to date of “all-cause dementia” (ACD) and examined the genetic overlap with VaD. Our dataset includes 809,299 individuals from European, African, Asian, and Hispanic ancestries with 46,902 and 8,702 cases of ACD and VaD, respectively. We replicated known AD loci at genome-wide significance for both ACD and VaD and conducted bioinformatic analyses to prioritize genes that are likely functionally relevant, and shared with closely related traits and risk factors. For ACD, novel loci identified were associated with energy transport ( SEMA4D ), neuronal excitability ( ANO3 ), amyloid deposition in the brain ( RBFOX1 ), and MRI markers of small vessel disease ( HBEGF ). Novel VaD loci were associated with hypertension, diabetes, and neuron maintenance ( SPRY2, FOXA2, AJAP1 , and PSMA3 ). Our study identified genetic risks underlying all-cause dementia, demonstrating overlap with neurodegenerative processes, vascular risk factors (Type-II diabetes, blood pressure, lipid) and cerebral small vessel disease. These novel insights could lead to new prevention and treatment strategies for all dementias.

Recent growth in the functionality and use of technology has prompted an increased interest in the potential for remote or decentralized clinical trials in dementia. There are many potential benefits associated with decentralized medication trials, but we currently lack specific recommendations for their delivery in the dementia field.

Introduction: There is evidence that hypertension in midlife can increase the risk of Alzheimer's disease and vascular dementia in late life. In addition, some treatments for hypertension have been proposed to have cognitive benefits, independent of their effect on hypertension. Consequently, there is potential to repurpose treatments for hypertension for dementia. This study systematically compared seven antihypertensive drug classes for this purpose, using data on over 849,000 patients from the Clinical Practice Research Datalink. Methods: Treatments for hypertension were assessed in an instrumental variable (IV) analysis to address potential confounding and reverse causation. Physicians' prescribing preference was used as a categorical instrument, defined by the physicians' last seven prescriptions. Participants were new antihypertensive users between 1996-2016, aged 40 and over. Findings: We analysed 849,378 patients with total follow up of 5,497,266 patient-years. Beta-adrenoceptor blockers and vasodilator antihypertensives were found to confer small protective effects - for example, vasodilator antihypertensives resulted in 27 (95% CI: 17 to 38; p=4.4e-7) fewer cases of any dementia per 1000 treated compared with diuretics. Interpretation: We found small differences in antihypertensive drug class effects on risk of dementia outcomes. However, we show the magnitude of the differences between drug classes is smaller than previously reported. Future research should look to implement other causal analysis methods to address biases in conventional observational research with the ultimate aim of triangulating the evidence concerning this hypothesis. Funding: This work was supported by the Perros Trust and the Integrative Epidemiology Unit. The Integrative Epidemiology Unit is supported by the Medical Research Council and the University of Bristol [grant number MC_UU_00011/1, MC_UU_00011/3].