In den letzten zwei Jahrzehnten wurde C. elegans weithin als Modellorganismus verwendet, um die molekularen Mechanismen des nekrotischen Zellsterbens zu untersuchen. C. elegans bietet ein außergewöhnlich gut charakterisiertes und kartiertes Nervensystem, eine transparente Körperstruktur und ein vielfältiges Repertoire an genetischen und bildgebenden Methoden zur Überwachung der in vivo zellulären Funktion und des Überlebens während des gesamten Alterns. So wurden bereits mehrere genetische Modelle von C. elegans der Neurodegeneration entwickelt, um die neuronale Lebensfähigkeit zu bewerten. Insbesondere sind gut beschriebene und verwendete Nematodenmodelle die hyperaktive Ionenkanal-induzierte Nekrose1,2,3 und der Zelltod, ausgelöst durch erhöhte Proteinaggregation4,5,6,7,8,9,10 und Hitzehub11,12, unter anderem.
Die kurzfristige Exposition gegenüber subtödlichen Temperaturen führte zu einer Resistenz gegen den nekrotischen Zelltod, ausgelöst durch einen anschließenden Hitzestress sowohl bei Nematoden als auch bei Säugetierneuronen11. Interessanterweise schützt die tägliche Vorkonditionierung von Nematoden bei einer milden erhöhten Temperatur vor Neurodegeneration, die durch verschiedene Reize wie ionisches Ungleichgewicht (z.B. mec-4(u231) und/oder deg-3(u662)) und Proteinaggregation (z.B. Synuclein und PolyQ40)11,13verursacht wird.
Hier beschreiben wir vielseitige Methoden, mit denen C. elegans verwendet wird, um die altersabhängige Neurodegeneration in etablierten Modellen menschlicher Krankheiten zu überwachen und zu bewerten, wie z. B. exzitotoxizitätsgesteuerter Zelltod, Parkinson und Huntington. Darüber hinaus unterstreichen wir die neuroprotektive Rolle der Wärmevorkonditionierung in mehreren Modellen der Neurodegeneration. Eine Kombination dieser Techniken zusammen mit genetischen und/oder pharmakologischen Screens wird zur Identifizierung und Charakterisierung neuartiger Zelltodmodulatoren mit potenziellem therapeutischem Interesse führen.