Amyloid β and Extracellular Vesicles in Alzheimer’s Disease
Doctoral thesis, 2026

Alzheimer’s disease (AD) is a devastating neurodegenerative disorder that is characterized by progressive neuronal loss and associated cognitive decline. Protein aggregation and extracellular deposition of amyloid-β (Aβ) fibrils is a central pathological hallmark of AD, but, prior to Aβ plaque deposition, Aβ can also accumulate intracellularly. This has been linked to endolysosomal dysfunction. Although Aβ as a driver of AD pathology is well established, the exact events that initiate Aβ pathology and drive disease progression remain unclear. This makes the development of effective disease-modifying treatments a major unresolved challenge. Better understanding of the cellular and molecular mechanisms that underlie Aβ pathology is therefore needed.

This thesis aims to clarify the role of extracellular vesicles (EVs) in Aβ aggregation and accumulation, focusing on the disease-associated Aβ(1-42) variant. EVs are cell-secreted vesicles that have been implicated in cell-cell propagation of Aβ and as potential modulators of Aβ plaque formation and toxicity. My work shows that EVs, independent of their cell-origin, delay in vitro Aβ(1-42) aggregation by interfering with the fibril elongation step. This drives the formation of short fibrils that could be neurotoxic. To better understand EV-mediated aggregation inhibition, I examined how surface-associated proteins, carbohydrates and lipids contribute. I found that removal of EV surface proteins and, albeit to a considerably lesser extent, carbohydrates, enhances the aggregation inhibitory effect. This suggests that the EV limiting membrane is a significant modulator of Aβ(1–42) aggregation but that its effect can be masked or counteracted by other EV surface biomolecules. This notion was supported by a study on synthetic lipid vesicles which, furthermore, pointed out the importance of lipid raft-like microdomains and ganglioside clustering. Finally, I report on a bidirectional crosstalk between endolysosomal Aβ(1–42) and EVs whereby Aβ(1–42) accumulation alters the EV proteome and enhances EV release in a way that potentiates the aggregation effect and, in turn, further enhances Aβ(1–42) intraneuronal accumulation.

Altogether, this thesis contributes new insights into how EVs modulate Aβ(1–42) self-assembly and accumulation in Alzheimer’s disease. This work is important for understanding the basic mechanisms that drive Aβ pathology, and, ultimately, for development of effective therapeutics.

extracellular vesicles

protein aggregation

kinetics

Alzheimer's disease

amyloid fibrils

Aβ(1-42)

lipid vesicle

amyloid-β

KB-salen, Kemigården 4
Opponent: Louise Serpell, University of Sussex, UK

Author

Vesa Halipi

Chalmers, Life Sciences, Chemical Biology

Vesa Halipi, Georgia Daoutsali, André Görgens, Samir El Andaloussi, Elin K. Esbjörner. Surface proteins modulate extracellular vesicle mediated inhibition of Aβ(1-42) aggregation

Vesa Halipi, Viktoria de Carvalho, Ermir Zulfaj, Quentin Lubart, David Bernson, Elin K. Esbjörner. Crosstalk between Aβ(1-42) and extracellular vesicles modulate cell uptake, fibril formation, and vesicle release

Cellens budbärare påverkar skadliga proteinfibrer i Alzheimers sjukdom

Alzheimers sjukdom är den vanligaste demenssjukdomen som drabbar miljontals människor världen över. Alzheimers kännetecknas av förändringar i hjärnan som gradvis försämrar dess funktion. Trots forskningsframsteg saknas botemedel och vi förstår ännu inte fullt ut varför sjukdomen uppstår och hur den bäst kan bromsas.

En gemensam nämnare för Alzheimers och andra neurodegenerativa sjukdomar är ansamling av amyloider. Amyloider är felveckade proteiner som bildar långa trådar - så kallade fibrer. Vid Alzheimers är det främst proteinet amyloid-beta (Aβ) som bildar fibrer. Vi vet att detta leder till nervcellsdöd, men inte hur och varför.

Min avhandling syftar till att förstå hur Aβ fibrer bildas då denna kunskap är viktig för möjligheten att utveckla framtida botemedel. Jag har visat att bildandet av Aβ fibrer påverkas av små, biologiska vätskefyllda blåsor som kallas extracellulära vesiklar (EVs) och som fungerar som en slags budbärare i kroppen. EVs bromsar bildandet av Aβ fibrer, men på ett sätt som skulle kunna vara skadligt för nervceller. Jag har även kartlagt hur komponenter på EV-ytan, så som proteiner, lipider och kolhydrater, bidrar till denna effekt. Slutligen har jag visat att Aβ kan påverka bildandet av EVs och deras funktion.

Sammantaget bidrar avhandlingen till en bättre förståelse för den grundläggande sjukdomsprocessen i Alzheimers. Mitt arbete visar på vikten av att förstå hur hjärnans cellulära och molekylära miljö påverkar hur Aβ fibrer bildas, hur de sprids och hur skadliga de blir.

Subject Categories (SSIF 2025)

Molecular Biology

Neurosciences

DOI

10.63959/chalmers.dt/5827

ISBN

978-91-8103-370-0

Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 5827

Publisher

Chalmers

KB-salen, Kemigården 4

Opponent: Louise Serpell, University of Sussex, UK

More information

Latest update

2/5/2026 2