Abstract In-vitro studies of autosomal dominant Alzheimer’s disease (ADAD) implicate longer Aβ peptides in pathogenesis, however less is known about the behaviour of ADAD mutations in-vivo . In this cross-sectional cohort study, we used liquid chromatography-tandem mass spectrometry to analyse 66 plasma samples from ADAD family members who were at-risk of inheriting a mutation or were already symptomatic. We tested for differences in plasma Aβ42:38, 38:40 and 42:40 ratios between Presenilin1 (PSEN1) and Amyloid Precursor Protein (APP) carriers. We examined the relationship between plasma and in-vitro models of Aβ processing and, among PSEN1 carriers, tested for associations with parental age at onset (AAO). 39 participants were mutation carriers (28 PSEN1 and 11 APP). Age- and sex-adjusted models showed marked differences in plasma Aβ between APP and PSEN1 : higher Aβ42:38 in PSEN1 versus APP (p<0.001) and non-carriers (p<0.001); higher Aβ38:40 in APP versus PSEN1 (p<0.001) and non-carriers (p<0.001), while Aβ42:40 was higher in APP and PSEN1 compared to non-carriers (both p<0.001). Aβ profiles were reasonably consistent in plasma and cell lines. Within PSEN1 , sex-adjusted models demonstrated negative associations between (i)Aβ42:40 (ii)Aβ42:38 and parental AAO. In-vivo differences in Aβ processing between APP and PSEN1 provide insights into ADAD pathophysiology which can inform therapy development.

Abstract Background and Objective PSEN1 -H163Y carriers, at the presymptomatic stage, have reduced 18 FDG-PET binding in the cerebrum of the brain [1]. This could imply dysfunctional energy metabolism in the brain. In this study, plasma of presymptomatic PSEN1 mutation carriers was analyzed to understand associated metabolic changes. Methods We analyzed plasma from non-carriers (NC, n=8) and presymptomatic PSEN1 -H163Y mutation carriers (MC, n=6) via untargeted metabolomics using gas and liquid chromatography coupled with mass spectrometry, which identified 1199 metabolites. All the metabolites were compared between MC and NC using univariate analysis, as well as correlated with the ratio of Aβ 1-42/Aβ1-40 , using Spearman’s correlation. Altered metabolites were subjected to Ingenuity Pathways Analysis (IPA). Results When comparing between presymptomatic MC and NC, the levels of 116 different metabolites were altered. Out of 116, only 23 were annotated metabolites, which include amino acids, fatty acyls, bile acids, hexoses, purine nucleosides, carboxylic acids, and glycerophosphatidylcholine species. 1-docosapentaenoyl-GPC, glucose and uric acid were correlated with the ratio of plasma Aβ 1-42 /Aβ 1-40 (p < 0.05). Conclusion This study finds dysregulated metabolite classes, which are changed before the disease onset. Also, it provides an opportunity to compare with sporadic Alzheimer’s Disease. Observed findings in this study need to be validated in a larger and independent Familial Alzheimer’s Disease (FAD) cohort. Graphical abstract