Significance It has been proposed that differential physical interactions of apolipoprotein E (apoE) isoforms with soluble amyloid-β (Aβ) in brain fluids influence the metabolism of Aβ, providing a major mechanism to account for how APOE influences Alzheimer’s disease risk. The current study challenges this proposal and clearly shows that lipoproteins containing apoE isoforms are unlikely to play a significant role in Aβ metabolism by binding directly to Aβ in physiological fluids such as cerebrospinal fluid or interstitial fluid. Our in vitro and in vivo results suggest that apoE isoforms influence Aβ metabolism by competing for the same clearance pathways within the brain.

The strongest genetic risk factor influencing susceptibility to late-onset Alzheimer's disease (AD) is apolipoprotein E (APOE) genotype. APOE has three common isoforms in humans, E2, E3, and E4. The presence of two copies of the E4 allele increases risk by ∼12-fold whereas E2 allele is associated with an ∼twofold decreased risk for AD. These data put APOE central to AD pathophysiology, but it is not yet clear how APOE alleles modify AD risk. Recently we found that astrocytes, a major central nervous system cell type that produces APOE, are highly phagocytic and participate in normal synapse pruning and turnover. Here, we report a novel role for APOE in controlling the phagocytic capacity of astrocytes that is highly dependent on APOE isoform. APOE2 enhances the rate of phagocytosis of synapses by astrocytes, whereas APO4 decreases it. We also found that the amount of C1q protein accumulation in hippocampus, which may represent the accumulation of senescent synapses with enhanced vulnerability to complement-mediated degeneration, is highly dependent on APOE alleles: C1q accumulation was significantly reduced in APOE2 knock-in (KI) animals and was significantly increased in APOE4 KI animals compared with APOE3 KI animals. These studies reveal a novel allele-dependent role for APOE in regulating the rate of synapse pruning by astrocytes. They also suggest the hypothesis that AD susceptibility of APOE4 may originate in part from defective phagocytic capacity of astrocytes which accelerates the rate of accumulation of C1q-coated senescent synapses, enhancing synaptic vulnerability to classical-complement-cascade mediated neurodegeneration.

Apolipoprotein E (apoE) is a major carrier of cholesterol and essential for synaptic plasticity. In brain, it's expressed by many cells but highly expressed by the choroid plexus and the predominant apolipoprotein in cerebrospinal fluid (CSF). The role of apoE in the CSF is unclear. Recently, the glymphatic system was described as a clearance system whereby CSF and ISF (interstitial fluid) is exchanged via the peri-arterial space and convective flow of ISF clearance is mediated by aquaporin 4 (AQP4), a water channel. We reasoned that this system also serves to distribute essential molecules in CSF into brain. The aim was to establish whether apoE in CSF, secreted by the choroid plexus, is distributed into brain, and whether this distribution pattern was altered by sleep deprivation.We used fluorescently labeled lipidated apoE isoforms, lenti-apoE3 delivered to the choroid plexus, immunohistochemistry to map apoE brain distribution, immunolabeled cells and proteins in brain, Western blot analysis and ELISA to determine apoE levels and radiolabeled molecules to quantify CSF inflow into brain and brain clearance in mice. Data were statistically analyzed using ANOVA or Student's t- test.We show that the glymphatic fluid transporting system contributes to the delivery of choroid plexus/CSF-derived human apoE to neurons. CSF-delivered human apoE entered brain via the perivascular space of penetrating arteries and flows radially around arteries, but not veins, in an isoform specific manner (apoE2 > apoE3 > apoE4). Flow of apoE around arteries was facilitated by AQP4, a characteristic feature of the glymphatic system. ApoE3, delivered by lentivirus to the choroid plexus and ependymal layer but not to the parenchymal cells, was present in the CSF, penetrating arteries and neurons. The inflow of CSF, which contains apoE, into brain and its clearance from the interstitium were severely suppressed by sleep deprivation compared to the sleep state.Thus, choroid plexus/CSF provides an additional source of apoE and the glymphatic fluid transporting system delivers it to brain via the periarterial space. By implication, failure in this essential physiological role of the glymphatic fluid flow and ISF clearance may also contribute to apoE isoform-specific disorders in the long term.

Abstract Background Clearance at the blood-brain barrier (BBB) plays an important role in removal of Alzheimer’s amyloid-β (Aβ) toxin from brain both in humans and animal models. Apolipoprotein E (apoE), the major genetic risk factor for AD, disrupts Aβ clearance at the BBB. The cellular and molecular mechanisms, however, still remain unclear, particularly whether the BBB-associated brain capillary pericytes can contribute to removal of aggregated Aβ from brain capillaries, and whether removal of Aβ aggregates by pericytes requires apoE, and if so, is Aβ clearance on pericytes apoE isoform-specific. Methods We performed immunostaining for Aβ and pericyte biomarkers on brain capillaries (< 6 μm in diameter) on tissue sections derived from AD patients and age-matched controls, and APP Swe/0 mice and littermate controls. Human Cy3-Aβ42 uptake by pericytes was studied on freshly isolated brain slices from control mice, pericyte LRP1-deficient mice ( Lrp lox/lox ;Cspg4-Cre ) and littermate controls. Clearance of aggregated Aβ42 by mouse pericytes was studied on multi-spot glass slides under different experimental conditions including pharmacologic and/or genetic inhibition of the low density lipoprotein receptor related protein 1 (LRP1), an apoE receptor, and/or silencing mouse endogenous Apoe in the presence and absence of human astrocyte-derived lipidated apoE3 or apoE4. Student’s t-test and one-way ANOVA followed by Bonferroni's post-hoc test were used for statistical analysis. Results First, we found that 35% and 60% of brain capillary pericytes accumulate Aβ in AD patients and 8.5-month-old APP Sw/0 mice, respectively, compared to negligible uptake in controls. Cy3-Aβ42 species were abundantly taken up by pericytes on cultured mouse brain slices via LRP1, as shown by both pharmacologic and genetic inhibition of LRP1 in pericytes. Mouse pericytes vigorously cleared aggregated Cy3-Aβ42 from multi-spot glass slides via LRP1, which was inhibited by pharmacologic and/or genetic knockdown of mouse endogenous apoE. Human astrocyte-derived lipidated apoE3, but not apoE4, normalized Aβ42 clearance by mouse pericytes with silenced mouse apoE. Conclusions Our data suggest that BBB-associated pericytes clear Aβ aggregates via an LRP1/apoE isoform-specific mechanism. These data support the role of LRP1/apoE interactions on pericytes as a potential therapeutic target for controlling Aβ clearance in AD.

Importance An accurate blood test for Alzheimer disease (AD) could streamline the diagnostic workup and treatment of AD. Objective To prospectively evaluate a clinically available AD blood test in primary care and secondary care using predefined biomarker cutoff values. Design, Setting, and Participants There were 1213 patients undergoing clinical evaluation due to cognitive symptoms who were examined between February 2020 and January 2024 in Sweden. The biomarker cutoff values had been established in an independent cohort and were applied to a primary care cohort (n = 307) and a secondary care cohort (n = 300); 1 plasma sample per patient was analyzed as part of a single batch for each cohort. The blood test was then evaluated prospectively in the primary care cohort (n = 208) and in the secondary care cohort (n = 398); 1 plasma sample per patient was sent for analysis within 2 weeks of collection. Exposure Blood tests based on plasma analyses by mass spectrometry to determine the ratio of plasma phosphorylated tau 217 (p-tau217) to non–p-tau217 (expressed as percentage of p-tau217) alone and when combined with the amyloid-β 42 and amyloid-β 40 (Aβ42:Aβ40) plasma ratio (the amyloid probability score 2 [APS2]). Main Outcomes and Measures The primary outcome was AD pathology (determined by abnormal cerebrospinal fluid Aβ42:Aβ40 ratio and p-tau217). The secondary outcome was clinical AD. The positive predictive value (PPV), negative predictive value (NPV), diagnostic accuracy, and area under the curve (AUC) values were calculated. Results The mean age was 74.2 years (SD, 8.3 years), 48% were women, 23% had subjective cognitive decline, 44% had mild cognitive impairment, and 33% had dementia. In both the primary care and secondary care assessments, 50% of patients had AD pathology. When the plasma samples were analyzed in a single batch in the primary care cohort, the AUC was 0.97 (95% CI, 0.95-0.99) when the APS2 was used, the PPV was 91% (95% CI, 87%-96%), and the NPV was 92% (95% CI, 87%-96%); in the secondary care cohort, the AUC was 0.96 (95% CI, 0.94-0.98) when the APS2 was used, the PPV was 88% (95% CI, 83%-93%), and the NPV was 87% (95% CI, 82%-93%). When the plasma samples were analyzed prospectively (biweekly) in the primary care cohort, the AUC was 0.96 (95% CI, 0.94-0.98) when the APS2 was used, the PPV was 88% (95% CI, 81%-94%), and the NPV was 90% (95% CI, 84%-96%); in the secondary care cohort, the AUC was 0.97 (95% CI, 0.95-0.98) when the APS2 was used, the PPV was 91% (95% CI, 87%-95%), and the NPV was 91% (95% CI, 87%-95%). The diagnostic accuracy was high in the 4 cohorts (range, 88%-92%). Primary care physicians had a diagnostic accuracy of 61% (95% CI, 53%-69%) for identifying clinical AD after clinical examination, cognitive testing, and a computed tomographic scan vs 91% (95% CI, 86%-96%) using the APS2. Dementia specialists had a diagnostic accuracy of 73% (95% CI, 68%-79%) vs 91% (95% CI, 88%-95%) using the APS2. In the overall population, the diagnostic accuracy using the APS2 (90% [95% CI, 88%-92%]) was not different from the diagnostic accuracy using the percentage of p-tau217 alone (90% [95% CI, 88%-91%]). Conclusions and Relevance The APS2 and percentage of p-tau217 alone had high diagnostic accuracy for identifying AD among individuals with cognitive symptoms in primary and secondary care using predefined cutoff values. Future studies should evaluate how the use of blood tests for these biomarkers influences clinical care.

Background Benfotiamine provides an important novel therapeutic direction in Alzheimer’s disease (AD) with possible additive or synergistic effects to amyloid targeting therapeutic approaches. Objective To conduct a seamless phase 2A-2B proof of concept trial investigating tolerability, safety, and efficacy of benfotiamine, a prodrug of thiamine, as a first-in-class small molecule oral treatment for early AD. Methods This is the protocol for a randomized, double-blind, placebo-controlled 72-week clinical trial of benfotiamine in 406 participants with early AD. Phase 2A determines the highest safe and well-tolerated dose of benfotiamine to be carried forward to phase 2B. During phase 2A, real-time monitoring of pre-defined safety stopping criteria in the first approximately 150 enrollees will help determine which dose (600 mg or 1200 mg) will be carried forward into phase 2B. The phase 2A primary analysis will test whether the rate of tolerability events (TEs) is unacceptably high in the high-dose arm compared to placebo. The primary safety endpoint in phase 2A is the rate of TEs compared between active and placebo arms, at each dose. The completion of phase 2A will seamlessly transition to phase 2B without pausing or stopping the trial. Phase 2B will assess efficacy and longer-term safety of benfotiamine in a larger group of participants through 72 weeks of treatment, at the selected dose. The co-primary efficacy endpoints in phase 2B are CDR-Sum of Boxes and ADAS-Cog13. Secondary endpoints include safety and tolerability measures; pharmacokinetic measures of thiamine and its esters, erythrocyte transketolase activity as blood markers of efficacy of drug delivery; ADCS-ADL-MCI; and MoCA. Conclusion The BenfoTeam trial utilizes an innovative seamless phase 2A-2B design to achieve proof of concept. It includes an adaptive dose decision rule, thus optimizing exposure to the highest and best-tolerated dose. Trial registration ClinicalTrials.gov identifier: NCT06223360 , registered on January 25, 2024. https://classic.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT06223360 .

Objective: The objective of this study was to assess clinical decision-making associated with the use of a multi-analyte blood biomarker (BBM) test among patients presenting with signs or symptoms of mild cognitive impairment or dementia. Methods: The Quality Improvement PrecivityAD2 (QUIP II) Clinician Survey (NCT06025877) study evaluated the clinical utility of the PrecivityAD2™ blood test in a prospective, single cohort of 203 patients presenting with symptoms of Alzheimer’s disease (AD) or other causes of cognitive decline across 12 memory specialists. The PrecivityAD2 blood test (C2N Diagnostics, St. Louis, MO) combines the plasma Aβ42/Aβ40 ratio and the p-tau217/np-tau217 ratio (%p-tau217) measurements in a statistical algorithm to yield an Amyloid Probability Score 2 (APS2) that informs on the likelihood of brain amyloid plaques. After receiving the BBM test results, clinicians completed surveys on management strategies for each patient. Results: Patients had a median age of 74, 53% were female, and 28% were traditionally under-represented in Black, Hispanic, and Asian groups. The composite primary endpoint, defined as a change in AD diagnostic certainty, drug therapy, or additional brain amyloid evaluation pre- and post-BBM testing, was 75% (p < 0.0001 versus the pre-specified threshold of 20% clinically meaningful change). Anti-AD medication orders decreased among negative APS2 patients and increased among positive APS2 patients (p < 0.0001). Additional brain amyloid testing decreased among negative APS2 patients (p < 0.0001). Conclusions: This blood biomarker test can help memory specialists guide patients to anti-AD therapies as well as rule out AD to allow for other diagnostic considerations.