La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative courante entraînant un déclin moteur et cognitif progressif, ainsi que d’autres symptômes. Plus de 200 ans se sont écoulés depuis sa découverte, et pourtant les approches thérapeutiques modificatrices de la maladie restent insaisissables, causant ainsi un fardeau important à des millions de patients et de soignants dans le monde. Les techniques standard de biologie moléculaire ne suffisent plus pour étudier cette maladie et, par conséquent, il est important que nous, en tant que communauté de recherche, produisions des méthodes claires et reproductibles qui peuvent accélérer la recherche dans ce domaine. Nous avons donc créé cette collection de méthodes comprenant des articles couvrant des méthodologies avancées, allant des techniques in vitro aux techniques in vivo , qui peuvent aider à résoudre les questions associées à la physiopathologie de la MP. Cette collection présente différentes techniques in vitro et in vivo , qui permettront aux chercheurs d’étudier la physiopathologie de la MP et d’explorer le soulagement thérapeutique.
Le dysfonctionnement mitochondrial a été largement lié à la maladie de Parkinson dans la littérature 1,2,3,4. Cela a suscité des recherches intensives sur la biologie, la morphologie et la fonction mitochondriales dans différents modèles de MP. La technologie Seahorse a été largement utilisée afin d’étudier la fonction mitochondriale 1,5 : cette technologie mesure la consommation d’oxygène à travers plusieurs capteurs après l’ajout séquentiel de différents inhibiteurs ou activateurs de la respiration mitochondriale. L’utilisation in vivo de cette technologie a été difficile, car cette technique a été conçue à l’origine pour des applications de culture cellulaire. Dans cette collection de méthodes, Zhi et al. ont présenté une méthode 24-plex pour l’évaluation de la respiration mitochondriale dans des tranches de cerveau striatales6. Dans cet article, ils appliquent leur méthode à des souris Pink1-/- jeunes et âgées et de type sauvage et montrent que la consommation basale d’oxygène est réduite chez les souris âgées Pink1-/-. Leur méthode permettra aux chercheurs en MP d’évaluer la consommation d’oxygène dans leurs modèles et de fournir une plate-forme pour l’évaluation in vivo du dysfonctionnement mitochondrial dans la6. De même, Ciceri et al. montrent que la morphologie des mitochondries peut être évaluée dans des coupes de tissus de souris post-mortem7. Plusieurs études suggèrent qu’une morphologie mitochondriale anormale est corrélée à une dysrégulation fonctionnelle dans le contexte de1, 4, 5, et donc l’évaluation de la morphologie mitochondriale dans de telles coupes de tissus permettra une évaluation généralisée de la santé mitochondriale sans l’utilisation de modèles transgéniques spécifiques.
La perte neuronale dopaminergique dans la substantia nigra pars compacta (SNc) reste l’une des normes d’or pour le développement de modèles de rongeurs8. De même, sa réduction reste l’une des normes d’or actuelles pour les traitements thérapeutiques de la MP8. La quantification des neurones tyrosine hydroxylase positive (TH+) est donc une technique essentielle pour les laboratoires de recherche translationnelle et préclinique. La stéréologie impartiale est la technique privilégiée pour la quantification des neurones TH+, et elle est non seulement laborieuse et chronophage, mais aussi souvent impossible d’accès pour les laboratoires à petit budget, car elle nécessite l’utilisation de logiciels propriétaires coûteux. Dans leur article, O’Hara et al. décrivent un protocole étape par étape pour l’évaluation des neurones TH+ qui peut détecter des réductions de cette population neuronale comparables à celles produites par la stéréologie impartiale9. Enfin, ils montrent également qu’ils peuvent détecter une réduction de cette population neuronale dans un modèle transgénique SNCA9. Ensemble, ces recherches permettront à plusieurs laboratoires d’étudier des modèles de MP afin d’évaluer le potentiel des traitements à réduire ou à augmenter cette population neuronale.
La technologie des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) offre des possibilités uniques pour la modélisation des maladies humaines10. Les protocoles de différenciation pour une pléthore de types de cellules sont largement disponibles et utilisés par la communauté des chercheurs afin de modéliser les maladies. Cela a eu un impact particulier sur la communauté de recherche neurodégénérative, car elle ne peut pas accéder facilement au matériel de biopsie en raison de la nature du tissu impliqué. Bien que nous ayons appris des cultures cellulaires dérivées d’iPSC, ces cultures souffrent d’une variabilité significative : la reproductibilité intersite dans les expériences moléculaires basées sur des iPSC est médiocre, et par conséquent, un contrôle de la qualité et des protocoles rigoureux pour la différenciation des iPSC sont essentiels, et enfin, des études collaboratives sont nécessaires pour révéler les biais systématiques afin d’améliorer la reproductibilité11. Cela souligne la nécessité de protocoles robustes avec une attention exquise aux détails pour le développement de ces cultures et la mesure de leurs phénotypes associés. Dans cette collection de méthodes, Crompton et al. présentent un protocole afin de produire de manière reproductible des astrocytes du mésencéphale ventral, essentiels à la survie neuronale TH+12. Ces cellules sont également intimement associées à la physiopathologie de 12,13,14 et, par conséquent, représentent de bons candidats pour l’étude in vitro des modificateurs de la maladie. De même, Roberts et al. ont produit un protocole efficace, robuste et évolutif pour la phagocytose du matériel cellulaire par les macrophages dérivés d’iPSC15. Ensemble, ces deux articles aideront la communauté des chercheurs en fournissant des ressources de modélisation robustes pour les cellules gliales dans la MP, qui sont encore trop souvent rejetées comme cellules de soutien. Ces protocoles permettront également d’accorder une attention bien nécessaire à l’aspect neuro-inflammatoire de la MP.
En conclusion, le plus grand besoin non satisfait dans le domaine de la MP reste le manque de traitement modificateur de la maladie pour les patients atteints de la MP, et donc, cette collection d’articles aidera le domaine à aller de l’avant en fournissant une base méthodologique solide pour plusieurs techniques très pertinentes pour la communauté de la recherche.