مرض باركنسون (PD) هو مرض تنكسي عصبي شائع يؤدي إلى تدهور حركي وإدراكي تدريجي ، إلى جانب أعراض أخرى. لقد مر أكثر من 200 عام منذ اكتشافه ، ومع ذلك لا تزال الأساليب العلاجية المعدلة للأمراض بعيدة المنال ، مما تسبب في عبء كبير على ملايين المرضى ومقدمي الرعاية في جميع أنحاء العالم. لم تعد تقنيات البيولوجيا الجزيئية القياسية كافية لدراسة هذا المرض ، وبالتالي ، من المهم أن ننتج كمجتمع بحثي طرقا واضحة وقابلة للتكرار يمكنها تسريع البحث في هذا المجال. لذلك ، أنشأنا مجموعة الطرق هذه التي تضم مقالات تغطي منهجيات متقدمة من المختبر إلى تقنيات في الجسم الحي ، والتي يمكن أن تساعد في معالجة الأسئلة المرتبطة بالفيزيولوجيا المرضية لمرض باركنسون. تقدم هذه المجموعة تقنيات مختلفة في المختبر وفي الجسم الحي ، والتي ستمكن الباحثين من دراسة الفيزيولوجيا المرضية لمرض باركنسون واستكشاف الإغاثة العلاجية.
تم ربط الخلل الوظيفي في الميتوكوندريا على نطاق واسع بمرض باركنسون في الأدبيات1،2،3،4. وقد دفع هذا إلى بحث مكثف حول بيولوجيا الميتوكوندريا والتشكل والوظيفة في نماذج PD المختلفة. تم استخدام تقنية فرس البحر على نطاق واسع من أجل التحقيق في وظيفة الميتوكوندريا1،5: تقيس هذه التقنية استهلاك الأكسجين من خلال العديد من أجهزة الاستشعار بعد الإضافة المتسلسلة لمثبطات أو منشطات مختلفة لتنفس الميتوكوندريا. كان استخدام هذه التقنية في الجسم الحي أمرا صعبا ، حيث تم تصميم هذه التقنية في الأصل لتطبيقات زراعة الخلايا. في مجموعة الطرق هذه ، Zhi et al. قدم طريقة 24 ضفرة لتقييم تنفس الميتوكوندريا في شرائح الدماغ المخططة6. في هذه المقالة ، يطبقون طريقتهم على الفئران الصغيرة والقديمة من النوع الوردي 1 / - والفئران البرية وأظهروا أن استهلاك الأكسجين الأساسي ينخفض في الفئران الوردية 1 / - العمرية. ستسمح طريقتهم لباحثي مرض باركنسون بتقييم استهلاك الأكسجين في نماذجهم ، وتوفير منصة للتقييم في الجسم الحي لخلل الميتوكوندريا في مرض باركنسون6. وبالمثل ، Ciceri et al. يظهر أنه يمكن تقييم مورفولوجيا الميتوكوندريا في أقسام أنسجة الفئران بعد الوفاة7. تشير العديد من الدراسات إلى أن مورفولوجيا الميتوكوندريا غير الطبيعية ترتبط بخلل التنظيم الوظيفي في سياق PD1،4،5 ، وبالتالي فإن تقييم مورفولوجيا الميتوكوندريا في أقسام الأنسجة هذه سيمكن من إجراء تقييم واسع النطاق لصحة الميتوكوندريا دون استخدام نماذج معدلة وراثيا محددة.
فقدان الخلايا العصبية الدوبامين في المادة السوداء بارس كومباكتا (SNc) لا يزال أحد المعايير الذهبية لتطوير نماذج القوارض PD8. وبالمثل ، يظل تقليله أحد المعايير الذهبية الحالية للعلاجات العلاجية لمرض باركنسون8. وبالتالي ، فإن القياس الكمي للخلايا العصبية إيجابية هيدروكسيلاز التيروزين (TH +) هو تقنية أساسية لمختبرات البحوث الانتقالية وما قبل السريرية. علم التعقيم غير المتحيز هو الأسلوب المفضل لقياس كمية الخلايا العصبية TH + ، وهو ليس فقط شاقا ويستغرق وقتا طويلا ، ولكن غالبا ما يكون من المستحيل الوصول إليه للمختبرات ذات الميزانية المنخفضة لأنه يتطلب استخدام برامج احتكارية باهظة الثمن. في مقالتهم ، O'Hara et al. يصف بروتوكولا خطوة بخطوة لتقييم الخلايا العصبية TH + التي يمكنها اكتشاف التخفيضات في هذه المجموعات العصبية التي يمكن مقارنتها بتلك التي ينتجها علم التعقيم غير المتحيز9. أخيرا ، أظهروا أيضا أنه يمكنهم اكتشاف انخفاض في هذه المجموعات العصبية في نموذج SNCA-Transgenic 9. سيمكن هذا البحث معا العديد من المختبرات من التحقيق في نماذج مرض باركنسون من أجل تقييم إمكانات العلاجات في تقليل أو زيادة هذه المجموعات العصبية.
توفر تقنية الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSC) إمكانيات فريدة لنمذجة الأمراض البشرية10. تتوفر بروتوكولات التمايز لعدد كبير من أنواع الخلايا على نطاق واسع ويستخدمها مجتمع البحث من أجل نمذجة المرض. كان هذا مؤثرا بشكل خاص على مجتمع البحث التنكسية العصبية لأنه لا يمكنه الوصول بسهولة إلى مادة الخزعة نظرا لطبيعة الأنسجة المعنية. بينما تعلمنا من مزارع الخلايا المشتقة من iPSC ، فإن هذه الثقافات تعاني من تباين كبير: قابلية التكاثر عبر الموقع في التجارب الجزيئية المستندة إلى iPSC ضعيفة ، وبالتالي ، فإن مراقبة الجودة والبروتوكولات الصارمة للتمييز في iPSC أمر بالغ الأهمية ، وأخيرا ، هناك حاجة إلى دراسات تعاونية للكشف عن تحيزات منهجية لتحسين قابلية التكاثر11. هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى بروتوكولات قوية مع اهتمام رائع بالتفاصيل لتطوير هذه الثقافات وقياس الأنماط الظاهرية المرتبطة بها. في مجموعة الطرق هذه ، كرومبتون وآخرون يقدم بروتوكولا من أجل إنتاج الخلايا النجمية البطنية في الدماغ المتوسط بشكل متكرر ، وهو أمر ضروري لبقاء الخلايا العصبية TH +12. ترتبط هذه الخلايا أيضا ارتباطا وثيقا بالفيزيولوجيا المرضية ل PD12،13،14 ، وبالتالي ، تمثل مرشحين جيدين للدراسة المختبرية لمعدلات المرض. وبالمثل ، أنتج روبرتس وآخرون بروتوكولا فعالا وقويا وقابلا للتطوير للبلعمة للمواد الخلوية بواسطة البلاعم المشتقة من iPSC15. ستساعد هاتان المقالتان معا مجتمع البحث من خلال توفير موارد نمذجة قوية للخلايا الدبقية في مرض باركنسون ، والتي غالبا ما يتم تجاهلها كخلايا داعمة. ستوفر هذه البروتوكولات أيضا الاهتمام الذي تشتد الحاجة إليه للجانب الالتهابي العصبي لمرض باركنسون.
في الختام ، لا تزال أكبر حاجة غير ملباة في مجال مرض باركنسون هي الافتقار إلى العلاج المعدل للمرض لمرضى باركنسون ، وبالتالي ، فإن هذه المجموعة من المقالات ستساعد المجال على المضي قدما من خلال توفير أساس منهجي متين للعديد من التقنيات ذات الصلة للغاية لمجتمع البحث.