מחלת פרקינסון (PD) היא מחלה ניוונית שכיחה הגורמת לירידה מוטורית וקוגניטיבית מתקדמת, יחד עם תסמינים אחרים. למעלה מ-200 שנה חלפו מאז גילויו, ובכל זאת גישות טיפוליות-משנות מחלה נותרו חמקמקות, ובכך גורמות למיליוני מטופלים ומטפלים ברחבי העולם נטל משמעותי. טכניקות סטנדרטיות של ביולוגיה מולקולרית כבר אינן מספיקות כדי לחקור מחלה זו, ולכן חשוב שאנו כקהילת מחקר נייצר שיטות ברורות וניתנות לשחזור שיכולות להאיץ את המחקר בתחום זה. לכן יצרנו את אוסף השיטות הזה המורכב ממאמרים המשתרעים על מתודולוגיות מתקדמות מטכניקות in vitro ועד in vivo , שיכולות לסייע בהתמודדות עם שאלות הקשורות לפתופיזיולוגיה של מחלת פרקינסון. אוסף זה מציג טכניקות שונות במבחנה וב-in vivo , שיאפשרו לחוקרים לחקור את הפתופיזיולוגיה של מחלת פרקינסון ולחקור הקלה טיפולית.
תפקוד לקוי של המיטוכונדריה נקשר באופן נרחב למחלת פרקינסון בספרות 1,2,3,4. זה הוביל למחקר אינטנסיבי על ביולוגיה מיטוכונדריאלית, מורפולוגיה ותפקוד במודלים שונים של מחלת פרקינסון. טכנולוגיית סוסון הים נמצאת בשימוש נרחב על מנת לחקור את תפקוד המיטוכונדריה 1,5: טכנולוגיה זו מודדת את צריכת החמצן באמצעות מספר חיישנים לאחר הוספה רציפה של מעכבים או מפעילים שונים של נשימה מיטוכונדריאלית. השימוש בטכנולוגיה זו היה מאתגר, שכן טכניקה זו תוכננה במקור ליישומי תרבית תאים. באוסף שיטות זה, Zhi et al. הציגו שיטת 24-plex להערכת נשימה מיטוכונדריאלית בפרוסות מוח סטריאטליות6. במאמר זה, הם מיישמים את השיטה שלהם על עכברים צעירים ומבוגרים מסוג Pink1-/- ועכברים מסוג פרא ומראים שצריכת החמצן הבסיסית מופחתת בעכברים בגיל Pink1-/-. השיטה שלהם תאפשר לחוקרי פרקינסון להעריך את צריכת החמצן במודלים שלהם, ותספק פלטפורמה להערכה in vivo של תפקוד לקוי של המיטוכונדריה ב-PD6. כמו כן, Ciceri ואחרים מראים שניתן להעריך את המורפולוגיה של המיטוכונדריה בחתכי רקמת עכבר לאחר המוות7. מספר מחקרים מצביעים על כך שמורפולוגיה מיטוכונדריאלית לא תקינה קשורה לחוסר ויסות תפקודי בהקשר של PD 1,4,5, ולכן הערכת המורפולוגיה המיטוכונדריאלית בקטעי רקמה כאלה תאפשר הערכה נרחבת של בריאות המיטוכונדריה ללא שימוש במודלים טרנסגניים ספציפיים.
אובדן עצבי דופמינרגי בחומר השחור (SNc) נותר אחד מתקני הזהב לפיתוח מודלים של מכרסמים עם מחלת פרקינסון8. כמו כן, הפחתתו נותרה אחד מסטנדרטי הזהב הנוכחיים לטיפולים טיפוליים במחלת פרקינסון8. כימות נוירונים חיוביים לטירוזין הידרוקסילאז (TH+) הוא, אם כן, טכניקה חיונית למעבדות מחקר תרגומיות ופרה-קליניות. סטריאולוגיה בלתי משוחדת היא הטכניקה המועדפת לכימות של נוירונים TH+, והיא לא רק מייגעת וגוזלת זמן, אלא גם לעתים קרובות בלתי אפשרית לגישה למעבדות בתקציב נמוך יותר מכיוון שהיא דורשת שימוש בתוכנה קניינית יקרה. במאמרם, או'הרה ועמיתיו מתארים פרוטוקול צעד אחר צעד להערכת נוירוני TH+ שיכול לזהות הפחתות באוכלוסיית נוירונים זו הניתנות להשוואה לאלו המיוצרות על ידי סטריאולוגיה בלתי משוחדת9. לבסוף, הם גם מראים שהם יכולים לזהות ירידה באוכלוסייה העצבית הזו במודל SNCA-טרנסגני 9. יחד, מחקר זה יאפשר למעבדות רבות לחקור מודלים של מחלת פרקינסון על מנת להעריך את הפוטנציאל של טיפולים להפחית או להגדיל אוכלוסיית נוירונים זו.
טכנולוגיית תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSC) מספקת אפשרויות ייחודיות למידול מחלות אנושיות10. פרוטוקולי התמיינות לשפע של סוגי תאים זמינים באופן נרחב ומשמשים את קהילת המחקר על מנת לדגמן מחלות. זה השפיע במיוחד על קהילת המחקר הנוירודגנרטיבי מכיוון שהיא אינה יכולה לגשת בקלות לחומר ביופסיה בשל אופי הרקמה המעורבת. בעוד שלמדנו מתרביות תאים שמקורן ב-iPSC, תרביות אלה סובלות משונות משמעותית: יכולת השחזור בין אתרים בניסויים מולקולריים מבוססי iPSC היא גרועה, ולכן בקרת איכות ופרוטוקולים קפדניים להתמיינות של iPSC הם קריטיים, ולבסוף, יש צורך במחקרים משותפים כדי לחשוף הטיות שיטתיות לשיפור יכולת השחזור11. זה מדגיש את הצורך בפרוטוקולים חזקים עם תשומת לב מעודנת לפרטים לפיתוח תרבויות אלה ולמדידת הפנוטיפים הקשורים אליהן. באוסף שיטות זה, קרומפטון ועמיתיו מציגים פרוטוקול על מנת לייצר באופן שחזורי אסטרוציטים במוח התיכון הגחוני, החיוניים להישרדות עצבית TH+12. תאים אלה קשורים גם באופן אינטימי לפתופיזיולוגיה של מחלת פרקינסון 12,13,14, ולכן הם מייצגים מועמדים טובים למחקר במבחנה של משני מחלות. באופן דומה, רוברטס ועמיתיו ייצרו פרוטוקול יעיל, חזק וניתן להרחבה עבור פגוציטוזיס של חומר תאי על ידי מקרופאגים שמקורם ב-iPSC15. שני המאמרים הללו יסייעו לקהילת המחקר על ידי מתן משאבי מידול חזקים לתאי גליה במחלת פרקינסון, שלעתים קרובות מדי עדיין מושלכים כתאי תמיכה. הפרוטוקולים האלה גם יספקו תשומת לב נחוצה להיבט הנוירו-דלקתי של מחלת פרקינסון.
לסיכום, הצורך הגדול ביותר שלא נענה בתחום מחלת פרקינסון נותר היעדר טיפול משנה מחלה לחולי פרקינסון, ולכן, אוסף מאמרים זה יעזור לתחום להתקדם על ידי מתן בסיס מתודולוגי מוצק למספר טכניקות רלוונטיות ביותר לקהילת המחקר.