Impact of regional MAPT, APOE, and Aβ on tau propagation in Alzheimer’s disease: Insights from a connectome‐based simulation model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Tau pathology, a hallmark of Alzheimer’s disease (AD), is thought to spread cell‐to‐cell via axonal connections, beginning focally before expanding throughout the brain. This study uses computational models to investigate the interplay between network spread and regional vulnerability in influencing tau spread, focusing specifically on MAPT and APOE genes, and Aβ plaques. Method 66 regional (Desikan‐Killiany atlas) tau‐PET standardized uptake value ratio (SUVR) values were extracted from participants in the Swedish BioFINDER‐2 study: 429 cognitively normal (CN), 91 subjective cognitive decline (SCD), 168 mild cognitive impairment (MCI), and 182 AD. Values were adjusted for mean choroid plexus signal and converted to tau‐positive probabilities using two‐component Gaussian mixture models. The Susceptible‐Infectious‐Recovered (SIR) model (Fig. 1A) was employed to simulate tau spread through brain networks measured using structural connectivity from young individuals. We examined the roles of MAPT, APOE, and Aβ in tau propagation by parameterizing them regionally to influence tau synthesis, clearance, spreading, or misfolding. Regional MAPT and APOE were extracted from Allen Brain Atlas, and Aβ from Aβ‐PET. Performance of both baseline models (connectivity‐only) and models incorporating regional biological information were evaluated based on their ability to reconstruct observed regional tau levels. Performance was evaluated across the whole sample and groups based on diagnosis, APOE e4 carriage and Aβ positivity. Result The SIR model recapitulates observed tau patterns, suggesting connectivity‐based propagation in early‐stage regions (Fig. 1B, C). Allowing regional MAPT to moderate normal tau synthesis improved the model fit overall, and for all groups except CN or Aβ‐ participants (Fig. 2,3). Regional APOE or Aβ information did not enhance the model performance overall (Fig. 2B, C). However, allowing regional APOE to moderate tau clearance showed better performance in APOE e4 carriers vs. non‐carriers, and allowing regional Aβ to moderate tau spread improved performance compared to baseline model among Aβ+ individuals (Fig. 3). Conclusion Our results suggest that brain connectivity explains early temporal lobe tau spread patterns, while regional intrinsic (MAPT) and disease‐related (Aβ) susceptibility may influence spread of tau into other regions at later stages. Future work will test other hypotheses of tau spread by refining this model with additional biological information.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».