Neuroinflammation and microglial activation are significant processes in Alzheimer's disease pathology. Recent genome-wide association studies have highlighted multiple immune-related genes in association with Alzheimer's disease, and experimental data have demonstrated microglial proliferation as a significant component of the neuropathology. In this study, we tested the efficacy of the selective CSF1R inhibitor JNJ-40346527 (JNJ-527) in the P301S mouse tauopathy model. We first demonstrated the anti-proliferative effects of JNJ-527 on microglia in the ME7 prion model, and its impact on the inflammatory profile, and provided potential CNS biomarkers for clinical investigation with the compound, including pharmacokinetic/pharmacodynamics and efficacy assessment by TSPO autoradiography and CSF proteomics. Then, we showed for the first time that blockade of microglial proliferation and modification of microglial phenotype leads to an attenuation of tau-induced neurodegeneration and results in functional improvement in P301S mice. Overall, this work strongly supports the potential for inhibition of CSF1R as a target for the treatment of Alzheimer's disease and other tau-mediated neurodegenerative diseases.

ABSTRACT There are currently no disease altering drugs available for Tauopathies such as Alzheimer’s disease, which alone is predicted to affect ~88 million people worldwide by 2050. As Tau aggregation underpins its toxicity, aggregation inhibitors are likely to have disease-modifying potential. Guided by in-silico mutagenesis studies, we developed a potent retro-inverso peptide inhibitor of Tau aggregation, RI-AG03 [Ac-rrrrrrrrGpkyk(ac)iqvGr-NH 2 ], based on the 306 VQIVYK 311 hotspot. Aggregation of recombinant Tau was reduced by >90% with equimolar RI-AG03 and no fibrils were observed by EM. When added during the growth phase, RI-AG03 blocked seeded aggregation. Fluorescein-tagged RI-AG03 efficiently penetrated HEK-293 cells over 24 hours and was non-toxic at doses up to 30 μM. In transgenic Drosophila , RI-AG03 significantly improves neurodegenerative and behavioural phenotypes caused by expression of human Tau. Collectively this shows that RI-AG03 can effectively reduce Tau aggregation in vitro and block aggregation-dependent phenotypes in vivo , raising possibilities for exploring its translational potential.

Abstract Tau becomes abnormally hyper-phosphorylated and aggregated in tauopathies like Alzheimers disease (AD). As age is the greatest risk factor for developing AD, it is important to understand how tau protein itself, and the pathways implicated in its turnover, change during aging. We investigated age-related changes in total and phosphorylated tau in brain samples from two cohorts of cognitively normal individuals spanning 19-74 years, without overt neurodegeneration. One cohort utilised resected tissue and the other used post-mortem tissue. Total soluble tau levels declined with age in both cohorts. Phosphorylated tau was undetectable in the post-mortem tissue but was clearly evident in the resected tissue and did not undergo significant age-related change. To ascertain if the decline in soluble tau was correlated with age-related changes in autophagy, three markers of autophagy were tested but only two appeared to increase with age and the third was unchanged. This implies that in individuals who do not develop neurodegeneration, there is an age-related reduction in soluble tau which could potentially be due to age-related changes in autophagy. Thus, to explore how an age-related increase in autophagy might influence tau-mediated dysfunctions in vivo , autophagy was enhanced in a Drosophila model and all age-related tau phenotypes were significantly ameliorated. These data shed light on age-related physiological changes in proteins implicated in AD and highlights the need to study pathways that may be responsible for these changes. It also demonstrates the therapeutic potential of interventions that upregulate turnover of aggregate-prone proteins during aging.

Abstract Tauopathy is characterised by neuronal dysfunction and degeneration occurring as a result of changes to the microtubule associated protein tau. The neuronal changes evident in Tauopathy bear striking morphological resemblance to those reported in models of Wallerian degeneration. The mechanisms underpinning Wallerian degeneration are not fully understood although it can be delayed by the expression of the slow Wallerian degeneration (Wld S ) protein, which has also been demonstrated to delay axonal degeneration in some models of neurodegenerative disease. Given the morphological similarities between tauopathy and Wallerian degeneration, this study investigated whether tau-mediated phenotypes can be modulated by expression of Wld S . In a Drosophila model of tauopathy in which expression of human Tau protein (hTau 0N3R ) leads to progressive age-dependent phenotypes, activation of the pathway downstream of Wld S completely suppressed tau-mediated degeneration. This protective effect was evident even if the pathway downstream of Wld S was activated several weeks after hTau-mediated degeneration had become established. In contrast, Wld S expression without activation of the downstream protective pathway did not rescue tau-mediated degeneration in adults or improve tau-mediated neuronal dysfunction including deficits in axonal transport, synaptic alterations and locomotor behaviour in hTau 0N3R –expressing larvae. This collectively implies that the pathway mediating the protective effect of Wld S intersects with the mechanism(s) of degeneration initiated by hTau and can effectively halt tau-mediated degeneration at both early and late stages. Understanding the mechanisms underpinning this protection could identify much-needed disease-modifying targets for tauopathies.