Model majmuna s nedostatkom Parkin gena otkriva nove mehanizme i terapeutske ciljeve za Parkinsonovu bolest

Prisys Biotech specijalizovana zamodeli bolesti ne-primata (NHP)., Prisys Biotech pruža sveobuhvatna rješenja za farmakološke studije i studije efikasnosti, procjene sigurnosti, istraživanja biomarkera i validaciju koncepta mehanizama. Naši jedinstveni životinjski modeli, uključujući one bazirane na NHP-ovima, eksperimentalnim psima, značajno povećavaju predvidljivost translacijskog istraživanja u biomedicini, smanjujući rizik od neuspjeha kliničke primjene.

Parkinsonova bolest (PD)je drugi najčešći neurodegenerativni poremećaj u svijetu, koji pogađa otprilike 2% populacije starije od 65 godina. Karakterizira ga degeneracija dopaminskih neurona u supstanciji nigra i patološka akumulacija -sinukleinskog proteina. Oko 10% slučajeva PD uzrokovano je genetskim mutacijama, posebno PINK1 i Parkin genima. Opsežne in vitro studije su pokazale da PINK1 aktivira Parkin, promovišući uklanjanje oštećenih mitohondrija i štiteći neurone. Međutim, postoji nedostatak in vivo dokaza u fiziološkim uvjetima, a postojeći životinjski modeli ne uspijevaju oponašati neurodegenerativne karakteristike PD, ograničavajući proučavanje PINK1 i Parkin funkcija.

15. oktobra 2024., Journal of Clinical Investigation (IF=13.3) objavio je istraživački rad "Nedostatak Parkina uzrokuje neurodegeneraciju i nakupljanje patološkog -sinukleina umodeli majmuna." Istraživački tim je konstruirao model majmuna s nedostatkom Parkinovog gena- koristeći tehnologiju za uređivanje gena, identificirajući Parkin fosforilaciju kao ključni faktor u patogenezi Parkinsonove bolesti, pružajući nove uvide u mehanizam bolesti i potencijalne terapijske pristupe.

• Prvi Primate Parkin Gene Knockout Model: Po prvi put, kod primata (majmuna) je konstruiran model deficijencije Parkin gena- koji pokazuje neurodegeneraciju u supstanci nigra i akumulaciju pS129- -sinukleina slično ljudskom PD. Prethodni modeli miševa i svinja s nedostatkom Parkina nisu pokazali značajnu neurodegeneraciju, naglašavajući jedinstvenost i neophodnost modela primata u istraživanju PD.

• In vivo dokazi o fosforilaciji Parkina: Studija je pokazala da je PINK1-posredovana fosforilacija Parkina na S65 ključna za neuroprotekciju, smanjujući akumulaciju toksičnog sinukleina. Ovo je prvi in ​​vivo dokaz o odnosu između PINK1 i Parkin fosforilacije, naglašavajući važnost Parkin fosforilacije u preživljavanju neurona i patogenezi PD.

• Terapeutski potencijal: Studija je potvrdila da prekomjerna ekspresija divljeg-tipa Parkina korištenjem AAV-a može efikasno smanjiti nakupljanje toksičnog pS129- -sinukleina, sugerirajući da bi povećanje Parkin aktivnosti moglo biti potencijalna terapijska strategija za Parkinsonovu bolest.

Neurodegeneracija zavisna od starosti-u majmuna s nedostatkom Parkin gena-:
Koristeći CRISPR/Cas9 tehnologiju, konstruirani su modeli majmuna s nedostatkom Parkin gena{1}}različite dobi. Studija je pokazala da nedostatak Parkina nije značajno utjecao na preživljavanje neurona tokom ranog razvoja mozga, ali je doveo do značajne degeneracije i smrti dopaminskih neurona u supstanciji nigra s godinama, zajedno sa smanjenom sintezom dopamina u striatumu. Ovo je uspješno oponašalo ključne patološke karakteristike PD, u oštroj suprotnosti s modelima Parkin nokaut miša i svinja koji nisu pokazali značajnu neurodegeneraciju.

Odnos između PINK1 i Parkin fosforilacije:
Prethodne in vitro studije su otkrile da PINK1 fosforiliše Parkin na Ser65, ali nije bilo in vivo dokaza u fiziološkim uslovima. Ova studija je otkrila da je nokaut gena PINK1 značajno smanjio ekspresiju fosforiliranog Parkina (pS65-Parkin) i doveo do formiranja Lewyjevih tijela iz akumulacije pS129- -sinukleina.

Uloga Parkin fosforilacije:
Studija je otkrila da se sa starenjem, nivoi Parkin fosforilacije značajno smanjuju, do akumulacije pS129- -syn. U substantia nigra starijih majmuna, povećana je netopivost Parkin proteina, praćena višim nivoima produkata oksidativnog stresa (npr. yH2AX i 8-OhdG), dodatno ubrzavajući akumulaciju pS129- -syn. Ovo sugerira da starenje može biti važan faktor u smanjenju Parkin fosforilacije, posredujući disfunkciju mozga. Dalji rezultati su pokazali da je S65 fosforilacija Parkina ključna za PINK1-zavisnu neuroprotekciju. Prekomjerna ekspresija PINK1 i Parkina divljeg tipa povećala je nivoe fosforilacije Parkina, smanjujući patološku akumulaciju sinukleina u mozgovima ostarjelih majmuna, dok Parkin mutanti (S65A) koji ne mogu biti fosforilirani PINK1 nisu imali ovaj učinak.

Ova studija pruža prvi in ​​vivo dokaz da PINK1 kinaza može fosforilirati Parkin u fiziološkim uvjetima, te da je smanjena Parkin fosforilacija povezana sa akumulacijom pS129- -sinukleina. Povećanje nivoa Parkin fosforilacije značajno smanjuje toksičnu akumulaciju pS129- -sinukleina, pružajući efikasnu neuroprotekciju. Ovo nudi nove molekularne mehanizme za pacijente sa PD koji nose PINK1 i Parkin mutacije sa sličnim fenotipovima i sugerira da bi povećanje Parkin aktivnosti moglo biti potencijalna terapijska strategija za Parkinsonovu bolest.

AAV metoda isporuke u ovoj studiji:

• Eksperimentalne životinje: Makaki majmuni
• Serotip: AAV9
• PromoterMotor: CMV, U6
• Metoda ubrizgavanja: Stereotaktička injekcija u prefrontalni korteks, striatum ili supstanciju crnu
• Injection Dose: Virusni titar 1 x 10^13 vg/mL, volumen injekcije 5-10 μL
• Vrijeme detekcije: 2-3 mjeseca nakon infekcije

Prisys Biotech nudimodeli PD bolesti kod majmuna cynomolgusiMRI{0}}platforma za isporuku lijekovada podrži istraživanje Parkinsonove bolesti i studije genske terapije. Za više detalja, molimkontaktirajte nas. Naše veliko iskustvo u farmakologiji velikih životinja i modeliranju bolesti osigurava robusne i prediktivne rezultate za vaše potrebe istraživanja.