The role of tau in amyloid β plaque growth and formation

Alzheimer`s disease (AD), a very complex neurodegenerative disease, is characterized histopathological through amyloid plaques (formed by accumulation of Aβ-peptides which are formed by consecutive cleavage of the APP protein) and neurofibrillary tangles (aggregates of hyperphosphorylated tau protein). Although these two protein accumulations are characteristic for this disease, a mechanistic link between them has yet to be established. In the current study, chronic in vivo two-photon microscopy was performed in a transgenic AD mouse model with lack of murine tau protein to monitor the impact of the tau protein on early and late β-amyloid pathology. The longitudinal approach allowed to assess the kinetics of growth and formation of individual plaques and associated axonal and presynaptic dystrophies. Lack of tau could not prevent but slowed down the progressive β-amyloid deposition and associated synaptic pathology significantly. Notably, the data revealed that the accumulation of APP and BACE1 in axonal and presynaptic dystrophies is tau-dependent. The observed findings suggest a new relation between the expression of tau and amyloid beta peptide pathology which may have profound implications for new strategies to hold the disease progression.Alzheimer ist eine komplexe neurodegenerative Erkrankung, die histopathologisch durch das Auftreten von β-amyloiden Plaques und neurofibrillären Tangles charakterisiert ist. Plaques entstehen durch Akkumulation des β-amyloiden Peptids (Aβ), welches durch sequenzielle Spaltung des APP-Proteins gebildet wird. Tangles bestehen aus hyperphosphoryliertem Tau Protein. Obwohl die Akkumulation dieser beiden Proteine für die Alzheimer-Krankheit charakteristisch ist, bleibt die mechanistische Verbindung zwischen ihnen bislang unklar. In der aktuellen Studie wurde der Einfluss des Tau-Proteins auf die frühe und späte Aβ-Pathologie untersucht. Dafür wurde chronische in vivo Zwei Photonen-Mikroskopie in einem transgenen Alzheimer Mausmodell mit deletiertem Tau Gen durchgeführt. Der longitudinale Ansatz ermöglichte die Beurteilung der Wachstumskinetik und Bildungsrate einzelner Plaques und damit verbundener axonaler Dystrophien. In Abwesenheit von Tau wurde die fortschreitende Aβ-Ablagerung und die damit verbundene synaptische Pathologie zwar nicht verhindert, jedoch verlangsamt. Bemerkenswerterweise zeigten die Daten, dass die Akkumulation von APP und BACE1 in axonalen und präsynaptischen Dystrophien Tau abhängig ist. Die beobachteten Ergebnisse deuten auf einen neuen Zusammenhang zwischen Tau und der Aβ-Pathologie hin. Die Erkenntnisse könnten tiefgreifende Auswirkungen auf neue Strategien zur potentiellen Behandlung der Alzheimer-Erkrankung haben