Familial Mutation-Aware Modeling of Amyloid-β Propagation in Alzheimer’s Disease
Alzheimers disease (AD) accounts for nearly two thirds of dementia worldwide and arises from both familial and non familial causes. This study presents a mutation aware mathematical framework that connects molecular level changes to large scale brain pathology. The model integrates mutation dependent aggregation kinetics, brain network diffusion based on the Budapest Reference Connectome, and stochastic biochemical variability. Simulations reproduce realistic amyloid accumulation patterns and demonstrate how specific mutations accelerate toxic protein buildup and influence spatial disease spread. The stochastic component explains variability in disease onset across individuals, while sensitivity analysis identifies clearance and fragmentation as key regulators of progression. Model parameters are calibrated using ADNI biomarker data, and the unified framework provides an interpretable multiscale view of how small molecular differences can drive heterogeneous progression of AD.
Modélisation familiale tenant compte des mutations de la propagation de la protéine amyloïde β dans la maladie d'Alzheimer
La maladie d'Alzheimer (MA) représente près des deux tiers des cas de démence dans le monde et résulte à la fois de causes familiales et non familiales. Cette étude présente un cadre mathématique tenant compte des mutations qui relie les changements au niveau moléculaire à la pathologie cérébrale à grande échelle. Le modèle intègre la cinétique d'agrégation dépendante des mutations, la diffusion du réseau cérébral basée sur le connectome de référence de Budapest et la variabilité biochimique stochastique. Des simulations reproduisent des schémas réalistes d'accumulation d'amyloïde et démontrent comment des mutations spécifiques accélèrent l'accumulation de protéines toxiques et influencent la propagation spatiale de la maladie. La composante stochastique explique la variabilité de l'apparition de la maladie d'un individu à l'autre, tandis que l'analyse de sensibilité identifie la clairance et la fragmentation comme régulateurs clés de la progression. Les paramètres du modèle sont calibrés à l'aide des données biomarqueurs de l'ADNI, et le cadre unifié fournit une vue multiscalaire interprétable de la manière dont de petites différences moléculaires peuvent entraîner une progression hétérogène de la MA.
Date and Time
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Langue de la présentation orale
Anglais
Langue des supports visuels
Anglais