Background Carbon-11-labelled Pittsburgh compound B (11C-PiB) PET is a marker of cortical fibrillar amyloid-β load in vivo. We used 11C-PiB PET to investigate whether bapineuzumab, a humanised anti-amyloid-β monoclonal antibody, would reduce cortical fibrillar amyloid-β load in patients with Alzheimer's disease. Methods Patients with mild-to-moderate Alzheimer's disease were randomly assigned to receive intravenous bapineuzumab or placebo in a ratio of seven to three in three ascending dose groups (0·5, 1·0, or 2·0 mg/kg). Each dose group was enrolled after safety review of the previous group. Randomisation was by interactive voice response system; masking was achieved with numbered kit allocation. Patients, investigators, study site personnel, sponsor staff, and carers were masked to treatment. Patients received up to six infusions, 13 weeks apart, and had 11C-PiB PET scans at baseline and at weeks 20, 45, and 78. The primary outcome was the difference between the pooled bapineuzumab group and the pooled placebo group in mean change from screening to week 78 in 11C-PiB cortical to cerebellar retention ratio averaged across six cortical regions of interest. Analysis was by modified intention to treat. This study is registered with EudraCT , number 2004-004120-12 ; ISRCTN17517446. Findings 28 patients were assigned to bapineuzumab (n=20) or placebo (n=8). 19 patients in the bapineuzumab group and seven in the placebo group were included in the modified intention-to-treat analysis. Estimated mean 11C-PiB retention ratio change from baseline to week 78 was −0·09 (95% CI −0·16 to −0·02; p=0·014) in the bapineuzumab group and 0·15 (95% CI 0·02 to 0·28; p=0·022) in the placebo group. Estimated mean difference in 11C-PiB retention ratio change from baseline to week 78 between the bapineuzumab group and the placebo group was −0·24 (95% CI −0·39 to −0·09; p=0·003). Differences between the bapineuzumab group and the placebo group in the individual regions of interest were similar to the overall mean difference. Adverse events were typically mild to moderate in severity and transient. Two patients in the 2·0 mg/kg bapineuzumab group had transient cerebral vasogenic oedema. Interpretation Treatment with bapineuzumab for 78 weeks reduced cortical 11C-PiB retention compared with both baseline and placebo. 11C-PiB PET seems to be useful in assessing the effects of potential Alzheimer's disease treatments on cortical fibrillar amyloid-β load in vivo. Funding Elan Pharmaceuticals and Wyeth Research.

Background: Patients with amnestic mild cognitive impairment (MCI) represent an important clinical group as they are at increased risk of developing Alzheimer disease (AD). ¹¹C-PIB PET is an in vivo marker of brain amyloid load. Objective: To assess the rates of conversion of MCI to AD during a 3-year follow-up period and to compare levels of amyloid deposition between MCI converters and nonconverters. Methods: Thirty-one subjects with MCI with baseline ¹¹C-PIB PET, MRI, and neuropsychometry have been clinically followed up for 1 to 3 years (2.68 ± 0.6 years). Raised cortical ¹¹C-PIB binding in subjects with MCI was detected with region of interest analysis and statistical parametric mapping. Results: Seventeen of 31 (55%) subjects with MCI had increased ¹¹C-PIB retention at baseline and 14 of these 17 (82%) clinically converted to AD during follow-up. Only one of the 14 PIB-negative MCI cases converted to AD. Of the PIB-positive subjects with MCI, half (47%) converted to AD within 1 year of baseline PIB PET, these faster converters having higher tracer-retention values than slower converters in the anterior cingulate (p = 0.027) and frontal cortex (p = 0.031). Seven of 17 (41%) subjects with MCI with known APOE status were ε4 allele carriers, this genotype being associated with faster conversion rates in PIB-positive subjects with MCI (p = 0.035). Conclusions: PIB-positive subjects with mild cognitive impairment (MCI) are significantly more likely to convert to AD than PIB-negative patients, faster converters having higher PIB retention levels at baseline than slower converters. In vivo detection of amyloid deposition in MCI with PIB PET provides useful prognostic information.

Activated microglia may play a role in the pathogenesis of Alzheimer disease (AD) as they cluster around beta-amyloid (Abeta) plaques. They are, therefore, a potential therapeutic target in both AD and its prodrome amnestic mild cognitive impairment (MCI).To characterize in vivo with (11)C-(R)-PK11195 and (11)C-PIB PET the distribution of microglial activation and amyloid deposition in patients with amnestic MCI.Fourteen subjects with MCI had (11)C-(R)-PK11195 and (11)C-PIB PET with psychometric tests.Seven out of 14 (50%) patients with MCI had increased cortical (11)C-PIB retention (p < 0.001) while 5 out of 13 (38%) subjects with MCI showed increased (11)C-(R)-PK11195 uptake. The MCI subgroup with increased (11)C-PIB retention also showed increased cortical (11)C-(R)-PK11195 binding (p < 0.036) though this increase only remained significant in frontal cortex after a correction for multiple comparisons. There was no correlation between regional levels of (11)C-(R)-PK11195 and (11)C-PIB binding in individual patients with MCI: only three of the five MCI cases with increased (11)C-(R)-PK11195 binding had increased levels of (11)C-PIB retention.Our findings indicate that, while amyloid deposition and microglial activation can be detected in vivo in around 50% of patients with mild cognitive impairment (MCI), these pathologies can occur independently. The detection of microglial activation in patients with MCI suggests that anti-inflammatory therapies may be relevant to the prevention of AD.

Amyloid-β deposition, neuroinflammation and tau tangle formation all play a significant role in Alzheimer’s disease. We hypothesized that there is microglial activation early on in Alzheimer’s disease trajectory, where in the initial phase, microglia may be trying to repair the damage, while later on in the disease these microglia could be ineffective and produce proinflammatory cytokines leading to progressive neuronal damage. In this longitudinal study, we have evaluated the temporal profile of microglial activation and its relationship between fibrillar amyloid load at baseline and follow-up in subjects with mild cognitive impairment, and this was compared with subjects with Alzheimer’s disease. Thirty subjects (eight mild cognitive impairment, eight Alzheimer’s disease and 14 controls) aged between 54 and 77 years underwent 11C-(R)PK11195, 11C-PIB positron emission tomography and magnetic resonance imaging scans. Patients were followed-up after 14 ± 4 months. Region of interest and Statistical Parametric Mapping analysis were used to determine longitudinal alterations. Single subject analysis was performed to evaluate the individualized pathological changes over time. Correlations between levels of microglial activation and amyloid deposition at a voxel level were assessed using Biological Parametric Mapping. We demonstrated that both baseline and follow-up microglial activation in the mild cognitive impairment cohort compared to controls were increased by 41% and 21%, respectively. There was a longitudinal reduction of 18% in microglial activation in mild cognitive impairment cohort over 14 months, which was associated with a mild elevation in fibrillar amyloid load. Cortical clusters of microglial activation and amyloid deposition spatially overlapped in the subjects with mild cognitive impairment. Baseline microglial activation was increased by 36% in Alzheimer’s disease subjects compared with controls. Longitudinally, Alzheimer’s disease subjects showed an increase in microglial activation. In conclusion, this is one of the first longitudinal positron emission tomography studies evaluating longitudinal changes in microglial activation in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease subjects. We found there is an initial longitudinal reduction in microglial activation in subjects with mild cognitive impairment, while subjects with Alzheimer’s disease showed an increase in microglial activation. This could reflect that activated microglia in mild cognitive impairment initially may adopt a protective activation phenotype, which later change to a cidal pro-inflammatory phenotype as disease progresses and amyloid clearance fails. Thus, we speculate that there might be two peaks of microglial activation in the Alzheimer’s disease trajectory; an early protective peak and a later pro-inflammatory peak. If so, anti-microglial agents targeting the pro-inflammatory phenotype would be most beneficial in the later stages of the disease.