Exploring the Effect of Ventricular Volume on Cerebrospinal Fluid Protein Levels in Alzheimer’s Disease

Sammanfattning

Alzheimers sjukdom (AD) kännetecknas av gradvis neurodegeneration, hjärnatrofi och förändrade nivåer av proteiner i cerebrospinalvätskan (CSF). Denna studie undersöker hur ventrikelförstoring, som är en strukturell indikator på hjärnatrofi, påverkar nivåerna av CSF-proteiner samt hur detta samband varierar mellan olika kliniska stadier av kognitiv nedsättning. Genom att kombinera ventrikelvolymer från magnetresonanstomografi (MRI) med CSF-proteinnivåer från en minnesklinikkohort, utvärderas om den tidigare föreslagna utspädningseffekten, där större ventrikelvolymer förknippas med lägre koncentrationer av CSF-proteiner, även kan observeras hos individer med AD. Linjär interaktionsmodellering visade att denna utspädningseffekt var tydligt närvarande hos personer med subjektiv kognitiv nedsättning (SCD), men avsevärt försvagad hos individer med AD. Denna reducerade effekt antyder att sjukdomsspecifika mekanismer kan störa det normala sambandet mellan ventrikelstorlek och proteinnivåer i CSF. Flera proteiner i CSF, däribland AQP4, AMPH, DDAH1, SNCB, GAP43 och ARPP21, uppvisade signifikant högre nivåer hos individer med AD jämfört med dem med SCD. Dessa förändringar speglar sannolikt centrala patologiska processer vid AD, såsom synaptisk degeneration, neuroinflammation, rubbad kväveoxidsignalering samt försämrad neuronal funktion och integritet. Klassificeringsmodeller med stödvektormaskiner (SVM) visade att en kombination av CSF-proteinnivåer och ventrikelvolymer gav bättre differentiering mellan AD och SCD jämfört med modeller baserade enbart på proteindata. Klassificeringsprestandan förbättrades ytterligare när modellerna inkluderade både ett tau-associerat och ett amyloid-associerat protein, i enlighet med tidigare fynd. Regressionsanalyser av kognitiv funktion visade att modeller som integrerade både CSF-markörer och ventrikelvolymer förklarade en större andel av variationen i kognition än modeller baserade enbart på CSF-data.