Densità vascolare cerebrale e deposizione di amiloide: esplorare la covarianza spaziale nella progressione della malattia di Alzheimer

Abstract

Introduzione. I fattori che determinano la distribuzione spaziale di β-amiloide (Aβ) nella malattia di Alzheimer (AD) sono ancora poco definiti. L’architettura vascolare potrebbe contribuire, influenzando perfusione e clearance. Abbiamo valutato se mappe normative di densità arteriosa e venosa possano spiegare i pattern regionali di accumulo corticale di Aβ. Metodi. Abbiamo analizzato retrospettivamente 74 pazienti con AD (età media 71,7±6,3; 51,4% donne) con PET amiloide positiva e RM strutturale. Le PET sono state coregistrate alle immagini T1 e normalizzate sulla sostanza bianca cerebellare. I valori di SUVR corticale sono stati estratti tramite parcellizzazione Desikan–Killiany. Mappe normative di densità vascolare, ottenute da dataset TOF (arteriosa) e SWI (venosa), sono state allineate allo stesso atlante. È stato inoltre ricostruito un frame PET precoce. Le analisi includevano correlazioni globali, correlazioni parziali, regressione PLS e valutazioni soggetto-specifiche. Risultati. L’accumulo corticale di Aβ è risultato inversamente correlato alla densità vascolare, più fortemente per l’albero arterioso (r=−0,68; p=2,0×10⁻¹⁰) rispetto a quello venoso (r=−0,54; p=2,4×10⁻⁶). Dopo correzione per la varianza condivisa, solo la densità arteriosa manteneva un’associazione significativa (r=−0,44; p=0,00015). Tale relazione persisteva anche controllando per il frame precoce, escludendo un effetto di mero delivery del tracciante. I modelli PLS hanno evidenziato un contributo predominante del lobo temporale mediale, mentre le analisi individuali suggerivano un coupling più forte in soggetti con maggiore istruzione e minore carico amiloide globale. Conclusioni. I risultati suggeriscono che la rete arteriosa e le relative vie di clearance influenzano la topografia dell’accumulo di Aβ, soprattutto nelle fasi iniziali. Integrare informazioni vascolari potrebbe migliorare l’interpretazione dei biomarcatori, perfezionare la stadiazione della malattia e strategie preventive.

Background. Alzheimer’s disease (AD) is characterized by β-amyloid (Aβ) deposition, but the determinants of its spatial distribution remain unclear. Vascular organization may constrain amyloid accumulation by influencing perfusion and clearance. We tested whether normative maps of arterial and venous density explain regional cortical Aβ patterns in AD. Methods. We retrospectively examined 74 amyloid-positive AD patients (mean age 71.7±6.3 years; 51.4% female) with structural MRI. Amyloid-PET scans were coregistered to T1 images and normalized to cerebellar white matter. Cortical SUVRs were extracted using the Desikan–Killiany atlas. Normative vascular density maps from TOF (arterial) and SWI (venous) were aligned to the same atlas. A dual-phase PET approach reconstructed early-frame images to assess perfusion effects. Analyses included global and partial correlations, partial least-squares (PLS) regression, and subject-level coupling. Results. Cortical Aβ was inversely associated with vascular density, more strongly for TOF (r=−0.68, p=2×10⁻¹⁰) than SWI (r=−0.54, p=2.4×10⁻⁶). After adjusting for shared variance, only arterial density remained significant (r=−0.44, p=0.00015). The relationship between Aβ and arterial density persisted after controlling for early-frame uptake, indicating that effects were not solely delivery-driven. PLS models highlighted predominant medial temporal contributions, while subject-level analyses suggested stronger vascular-amyloid coupling in individuals with higher education and lower global amyloid burden. Conclusion. Arterial supply and clearance pathways impose spatial constraints on cortical amyloid accumulation, especially in early disease. Incorporating vascular information into imaging frameworks may enhance biomarker interpretation, improve disease staging and support preventive strategies targeting cerebrovascular health.