Cerebrovascular imaging of mild cognitive impairment with suspected non-amyloid pathology

University Of Washington, Seattle WA

Investigators

Linked publications & trials

Abstract

ABSTRACT  The overall goal of this proposal is to compare vascular markers between amnestic mild cognitive impairment (MCI)  subjects with amyloid or Alzheimer?s disease (AD) pathology, and the newly identified MCI subjects with suspected  non-­amyloid pathology (SNAP-­MCI). The innovation of this work is that we will explore vascular pathology and its  role as a driver of cognitive deficits in this new cohort. Compared to the amyloid positive MCI subjects, SNAP-­MCI  subjects show similar neurodegeneration, similar amnestic symptoms, but normal amyloid accumulation in the brain.  The  higher  burden  of  white  matter  hyperintensities  in  SNAP-­MCI  suggests  vascular  involvement  in  the  disease  mechanism. However, not much is known regarding vascular abnormalities in this group. To address this gap, we  will  compare  cerebral  blood  flow  (Aim  1)  and  cerebrovascular  reserve  (Aim  2)  between  cognitively  normal  older  adults, amyloid positive MCI subjects, and SNAP-­MCI subjects from the University of Washington AD Research  Center (directed by primary mentor, Grabowski). We will then repeat these measurements after 18-­24 months to  track longitudinal changes (Aim 3). We will assess the co-­localization of the vascular and amyloid pathologies using  amyloid positron emission tomography (PET, Training Aim 4). We hypothesize that amyloid positive MCI subjects  will  have  the  lowest  cerebral  blood  flow  and  vascular  reserve  due  to  the  dual  effects  of  amyloid  and  neurodegeneration. Importantly, the presence of vascular pathology in SNAP-­MCI subjects will underline the role of  a  non-­amyloid,  vascular  mechanism  initiating  dementia  of  Alzheimer  type.  We  will  apply  arterial  spin  labeling  magnetic  resonance  imaging  (MRI)  to  estimate  cerebral  blood  flow.  We  will  use  a  breath-­hold  functional  MRI  paradigm, validated in our lab, to evaluate cerebrovascular reserve. In a subset of MCI subjects, we will perform  dynamic PET imaging to determine R1, i.e., PET measure of CBF, and correlate it with our MRI measure of CBF.   We will use the static Florbetapir 18F PET images for a semi-­quantitative regional analysis of amyloid accumulation.  The significance of this work is that it will enable us to identify vascular targets for early intervention. Our future work  will focus on applying tau PET to determine neurodegeneration patterns that are specific to SNAP-­MCI and their  relation to vascular abnormalities. Candidate: The long-­term goal of the candidate is to become a leader in AD  imaging research. The candidate has a strong technical background in MRI physics, data processing, and analyses.  She firmly believes that a multi-­modal analysis is the key to bridge the systems-­level MRI markers with the cellular  level PET markers for a better understanding of AD mechanisms. To complement her technical background, she  will take courses in neurology, allowing her to formulate and test well-­informed hypotheses for degenerative disease  mechanisms. She will secure new skills in static and dynamic PET analyses, as well as PET-­MRI image fusion. She  has provided a detailed plan for her research publications and first R01 submission. The candidate?s mentors will  ensure that she is well-­prepared to launch her independent career as an imaging research scientist.