Association of alpha-synuclein co-pathology with beta-amyloid and phosphorylated tau levels in Alzheimer's disease
Loading...
Date
2025
Authors
Shpylchyn, Vitalii
Vyniavska, Polina
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Misfolded α-synuclein (α-syn) aggregates can be present in the cerebrospinal fluid (CSF) of individuals with Alzheimer’s disease (AD), even in the absence of clinical signs of synucleinopathy. This co-pathology may influence AD progression at the molecular level. Detection of α-synuclein aggregates using seed amplification assay (SAA) enables stratification of AD patients beyond classical biomarkers included in the AT(N) framework. The AT(N) framework allows biological classification of AD based on its core pathological processes: β-amyloid aggregation (A), tau accumulation and hyperphosphorylation (T), and non-specific neurodegeneration (N). This study aimed to explore whether α-syn co-pathology, detected by SAA, is associated with altered concentrations and longitudinal trajectories of CSF β-amyloid 42 (Aβ42) and phosphorylated tau 181 (p-tau181) in the biomarker-defined AD group. Data from A+T+ participants (N = 609) in the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) were analysed, using Roche Elecsys electrochemiluminescence immunoassay (ECLIA) and SAA results. Substantial discrepancies between clinical diagnosis and AT profiles were observed. Twenty-nine percent of A+T+ participants were α-synpositive (S+), indicating a high prevalence of α-syn co-pathology in biologically defined AD. Cross-sectional comparisons revealed that S+ individuals had lower baseline Aβ42 concentrations compared to α-synnegative (S−) participants. Linear mixed-effects models (LMEMs) showed a significantly steeper decline in Aβ42 over time in the S+ group, supporting the hypothesis that misfolded α-syn aggregation accelerates amyloid aggregation. However, p-tau181 levels increased more slowly in S+ than in S− individuals, contrary to expectations. These associations remained significant after adjustment for age, sex, diagnosis, and APOE-ε4 genotype. These findings suggest that α-syn co-pathology may affect AD progression through its interaction with Aβ42 and support its integration into biomarker-based classification frameworks.
Description
Неправильно згорнуті агрегати α-синуклеїну (α-syn) можуть бути в спинномозковій рідині осіб із хворобою Альцгеймера (ХА) навіть без клінічних ознак синуклеїнопатії. Ця супутня патологія може впливати на прогресування ХА на молекулярному рівні. Виявлення агрегатів α-синуклеїну за допомогою методу seed amplification assay (SAA) дає змогу стратифікувати пацієнтів із ХА за межами класичних біомаркерів, що входять до рамки AT(N). Структура AT(N) дає змогу здійснити біологічну класифікацію ХА на основі її основних патологічних процесів: агрегація β-амілоїду (A), накопичення тау-білка і гіперфосфорилювання (T) та неспецифічна нейродегенерація (N). Мета дослідження –
з’ясувати, чи пов’язана супутня патологія α-syn, виявлена за допомогою SAA, зі зміненими концентраціями та поздовжніми траєкторіями β-амілоїду 42 (Aβ42) та фосфорильованого тау 181 (p-tau181) у групі осіб із ХА, визначеній за біомаркерами. Дані учасників A+T+ (N = 609) Ініціативи нейровізуалізації хвороби Альцгеймера (ADNI) було проаналізовано з використанням результатів електрохемілю-мінесцентного імуноферментного аналізу Roche Elecsys (ECLIA) та SAA. Спостерігалися суттєві розбіжності між клінічним діагнозом та профілями AT. 29 % учасників A+T+ були α-syn-позитивними (S+), що свідчить про значну поширеність супутньої патології α-syn у разі біологічно визначеної хвороби Альцгеймера. Перехресні порівняння показали, що в осіб S+ були нижчі вихідні концентрації Aβ42 порівняно з α-syn-негативними (S−) учасниками. Лінійні моделі змішаних ефектів (LMEM) показали значно різкіше зниження Aβ42 з часом у групі S+, що підтверджує гіпотезу про те, що неправильно згорнута агрегація α-syn пришвидшує агрегацію амілоїду. Однак рівні p-tau181 зростали повільніше в осіб S+, ніж у осіб S−, усупереч очікуванням. Ці зв’язки залишалися значними після коригування на вік, стать, діагноз та генотип APOE-ε4. Отримані результати свідчать про те, що супутня патологія α-syn може впливати на прогресування хвороби Альцгеймера через взаємодію з Aβ42, а отже, це дає змогу підтримувати її інтеграцію в класифікаційні рамки на основі біомаркерів.
Keywords
Alzheimer’s disease, synucleinopathy, co-pathology, α-synuclein, β-amyloid 42, phosphorylated tau 181, cerebrospinal fluid, AT(N) classification, article, хвороба Альцгеймера, синуклеїнопатія, супутня патологія, α-синуклеїн, β-амілоїд 42, фосфорильований тау-181, спинномозкова рідина, класифікація AT(N)
Citation
Shpylchyn V. V. Association of alpha-synuclein co-pathology with beta-amyloid and phosphorylated tau levels in Alzheimer's disease / P. Vyniavska, V. Shpylchyn // Наукові записки НаУКМА. Біологія і екологія. - 2025. - Т. 8. - С. 19-29. - https://doi.org/10.18523/2617-4529.2025.8.19-29