Genetic Variation in the Ontario Neurodegenerative Disease Research Initiative

ABSTRACT: Background/Objective: Apolipoprotein E (APOE) E4 is the main genetic risk factor for Alzheimer’s disease (AD). Due to the consistent association, there is interest as to whether E4 influences the risk of other neurodegenerative diseases. Further, there is a constant search for other genetic biomarkers contributing to these phenotypes, such as microtubule-associated protein tau (MAPT) haplotypes. Here, participants from the Ontario Neurodegenerative Disease Research Initiative were genotyped to investigate whether the APOE E4 allele or MAPT H1 haplotype are associated with five neurodegenerative diseases: (1) AD and mild cognitive impairment (MCI), (2) amyotrophic lateral sclerosis, (3) frontotemporal dementia (FTD), (4) Parkinson’s disease, and (5) vascular cognitive impairment. Methods: Genotypes were defined for their respective APOE allele and MAPT haplotype calls for each participant, and logistic regression analyses were performed to identify the associations with the presentations of neurodegenerative diseases. Results: Our work confirmed the association of the E4 allele with a dose-dependent increased presentation of AD, and an association between the E4 allele alone and MCI; however, the other four diseases were not associated with E4. Further, the APOE E2 allele was associated with decreased presentation of both AD and MCI. No associations were identified between MAPT haplotype and the neurodegenerative disease cohorts; but following subtyping of the FTD cohort, the H1 haplotype was significantly associated with progressive supranuclear palsy. Conclusion: This is the first study to concurrently analyze the association of APOE isoforms and MAPT haplotypes with five neurodegenerative diseases using consistent enrollment criteria and broad phenotypic analysis. RÉSUMÉ: Étude de variance génétique dans le cadre de l'initiative de recherche sur les maladies neurodégénératives en Ontario. Contexte/Objectif : L’apolipoprotéine E4 (ApoE4) constitue le principal facteur de risque génétique de la maladie d’Alzheimer. En raison de cette association systématique, il existe un intérêt certain à savoir dans quelle mesure cette classe d’apolipoprotéines peut influencer le risque d’autres maladies neurodégénératives. En outre, le milieu de la recherche n’a de cesse d’identifier d’autres biomarqueurs génétiques, par exemple les haplotypes H1 de la protéine tau associée aux microtubules, qui contribuent à certains phénotypes, Dans le cadre de cette étude, des participants à l'initiative de recherche sur les maladies neurodégénératives en Ontario ont été « génotypés » afin de déterminer si l’ApoE4 ou l’haplotype H1 mentionné ci-dessus peuvent être associés à cinq maladies neurodégénératives : 1) la maladie d’Alzheimer et d’autres troubles cognitifs légers ; 2) la sclérose latérale amyotrophique ; 3) la démence fronto-temporale ; 4) la maladie de Parkinson ; 5) et finalement les déficits cognitifs d’origine vasculaire. Méthodes : Pour chaque participant, la cartographie des génotypes a été établie en fonction de leur ApoE4 respectif et de la présence d’haplotypes H1 de la protéine tau associée aux microtubules. Des analyses de régression logistique ont été ensuite effectuées dans le but d’identifier de possibles liens avec ces maladies neurodégénératives. Résultats : Nos travaux ont confirmé l’association entre l’ApoE4 et une plus grande occurrence de cas d’Alzheimer, et ce, en tenant compte de l’effet d’une dose de médicament. Ils ont aussi montré une association entre la seule ApoE4 et des troubles cognitifs légers. Cela dit, il convient de préciser que les quatre autres maladies n’ont pas été associées à cet allèle. Plus encore, nous avons trouvé que l’allèle E2 de l’apolipoprotéine était associé à une occurrence plus faible de cas d’Alzheimer et de troubles cognitifs légers. Fait à souligner, aucune association n’a été détectée entre l’haplotype H1 de la protéine tau associée aux microtubules et nos cohortes atteintes de maladies neurodégénératives. Toutefois, à la suite du sous-typage de la cohorte de participants atteints de démence fronto-temporale, il s’est avéré que l’haplotype H1 était associé de façon notable à la paralysie supra-nucléaire progressive. Conclusion : Il s’agit de la première étude à analyser simultanément, au moyen de critères de participation cohérents et d’une analyse phénotypique élargie, les associations entre les isoformes de l’ApoE, l’haplotype H1 de la protéine tau associée aux microtubules et cinq maladies neurodégénératives.