[en] Cerebral β-amyloidosis is characterized by parenchymal and vascular deposition of amyloid beta-peptide (Aβ), which are major features of Alzheimer's disease (AD) and Cerebral Amyloid Angiopathy (CAA), respectively. Although Aβ is accumulated in both pathologies, the localization differs between them, involving different clinical presentations. To date, there are no biological markers that identify CAA patients or predict their evolution in clinical practice. Thus, the main objective of this thesis is to find out new biomarkers related to vascular Aβ accumulation that might improve the diagnosis and prognosis of CAA and help to understand the pathophysiology of cerebral β-amyloidosis. The first part of the thesis focused on the characterization of two transgenic mice models of cerebral β-amyloidosis, APP23 and 5xFAD transgenic mice, in terms of neuropathological features of CAA. In this context, we confirmed that CAA pathology was more prominent in the APP23 model, observing a higher progression of Aβ-positive vessels with age and detecting cerebral microbleeds by magnetic resonance imaging. Thus, this was the model used to address the following objective of this thesis. Next, we used a laser microdissection approach combined with mass spectrometry to identify Aβ-associated vascular proteins in the brains of APP23 mice. We focused on the study of one of the main proteins detected in old APP23 mouse brains, MFG-E8 (Milk Fat Globule-EGF factor 8), and we validated its localization in APP23 mouse brains and in post mortem brain tissue of CAA patients, where we confirmed that MFG-E8 was absent in neuritic plaques and its presence was strongly detected in Aβ-positive cerebral vessels. We also analyzed the circulating levels of this protein in the serum and cerebrospinal fluid (CSF) of a cohort of patients with CAA, AD and controls. No differences in MFG-E8 serum levels were found between the diagnostic groups. However, MFG-E8 levels were significantly lower in the CSF of CAA patients than all the groups studied and the levels of Aβ in the CSF were positively correlated with the levels of MFG-E8 in the total cohort. When evaluating the involvement of MFG-E8 modulation in human vascular smooth muscle cells in vitro, we found that increased levels of MFG-E8 were protective against the toxicity induced by the Aβ40 peptide containing the familial E693Q (Aβ40-Dutch) mutation, demonstrating the association of MFG-E8 with CAA pathology. Finally, in a third study, we evaluated the circulating levels of AQP4 (aquaporin-4) in the serum of a cohort of patients who had suffered an intracerebral hemorrhage (ICH) with a clinical diagnosis of CAA and we analyzed its potential association with the main neuroimaging hallmarks of CAA. AQP4 had previously been associated with AD and CAA as one of the main proteins involved in the clearance of interstitial solutes from the brain through the glymphatic system, however, no studies had reported the modulation of AQP4 in the circulation of CAA patients. Although no differences were found in AQP4 serum levels between CAA-ICH and controls, we observed a negative association between circulating AQP4 concentration and specific hemorrhagic neuroimaging features in the CAA-ICH cohort. Furthermore, our results suggested that AQP4 could potentially predict a long-term functional outcome in patients presenting with lobar ICH. In summary, we consider that this doctoral thesis allowed the characterization of a valid experimental model for CAA and highlighted new markers that could help improve the diagnosis of CAA and provide valuable insights for the understanding of cerebral β-amyloidosis pathophysiology.

[es] La β-amiloidosis cerebral se caracteriza por la acumulación anómala del péptido beta amiloide (Aβ) en el parénquima y en la pared de los vasos cerebrales, constituyendo una de las principales características neuropatológicas de la Enfermedad de Alzheimer (EA) y de la Angiopatía Amiloide Cerebral (AAC), respectivamente. Aunque en ambas patologías se observan depósitos de Aβ, la localización de los mismos difiere entre ellas, implicando también diferentes presentaciones clínicas. No existen hasta la fecha marcadores biológicos que nos permitan identificar pacientes con AAC o predecir su evolución en la práctica clínica. Por ello, el objetivo principal de esta tesis se centra en la búsqueda de nuevos biomarcadores involucrados en el proceso de acumulación vascular de Aβ que nos puedan ayudar a mejorar el diagnóstico y pronóstico de la AAC, así como a comprender mejor la fisiopatología que engloba la β-amiloidosis cerebral. La primera parte de la tesis se centró en la caracterización de dos modelos de ratones transgénicos de β-amiloidosis cerebral, el APP23 y el 5xFAD, en términos neuropatológicos de AAC. En este contexto, confirmamos que la patología de AAC era más abundante en el modelo APP23, observando una mayor progresión de vasos Aβ positivos con la edad y detectando microhemorragias cerebrales por resonancia magnética, por lo que fue el modelo utilizado para abordar el siguiente objetivo. A continuación, utilizamos un enfoque de microdisección laser combinado con espectrometría de masas para la identificación de proteínas vasculares asociadas a Aβ. Nos centramos en el estudio de una de las principales proteínas detectadas, MFG-E8 (Lactadherin), y validamos su presencia en cerebros de ratones APP23 y en tejido cerebral post mortem de pacientes con AAC, donde confirmamos que MFG-E8 estaba ausente en depósitos parenquimatosos de Aβ y su presencia era elevada en vasos cerebrales positivos para Aβ. Además analizamos los niveles circulantes de esta proteína en el suero y en el líquido cefalorraquídeo (LCR) de una cohorte de pacientes con AAC, EA y en controles. No encontramos diferencias en los niveles séricos de MFG-E8 entre los grupos. Sin embargo, los niveles de MFG-E8 en el LCR de pacientes con AAC fueron significativamente más bajos que en controles y en los pacientes con EA, y los niveles de Aβ en LCR se correlacionaron positivamente con los niveles de MFG-E8 en toda la cohorte. Además, evaluamos la implicación de la modulación de MFG-E8 en células vasculares del músculo liso humanas y encontramos que niveles aumentados de MFG-E8 era protectores frente al tratamiento con la forma tóxica del péptido Aβ40-Dutch, demostrando así que MFG-E8 estaba altamente asociada con la patología de AAC. Por último, en un tercer estudio, evaluamos los niveles circulantes de aquoporina-4 (AQP4) en el suero de una cohorte de pacientes que había sufrido una hemorragia intracerebral (HIC) con un diagnóstico clínico de AAC y analizamos su posible asociación con las principales características radiológicas de la AAC. La AQP4 se había asociado anteriormente a la EA y a la AAC por ser una de las principales proteínas involucradas en la eliminación de solutos intersticiales del cerebro a través del sistema glinfático, pero nunca antes se había estudiado en el suero de estos pacientes. Aunque no encontramos diferencias entre AAC-HIC y controles, observamos una asociación entre los niveles circulantes de AQP4 y la carga hemorrágica en la cohorte de AAC-HIC. Además nuestros resultados sugirieron que AQP4 podría predecir el resultado funcional a largo plazo en pacientes con AAC tras una HIC lobar. En resumen, consideramos que esta tesis doctoral ha permitido caracterizar un modelo experimental válido de AAC y proponer nuevos marcadores que podrían ayudar a mejorar el diagnóstico de la AAC.