Choroba Parkinsona (PD), choroba charakteryzująca się sztywnością mięśni, drżeniem spoczynkowym i bradykinezją, jest najszybciej rozwijającą się chorobą neurologiczną na świecie1,2. Ryzyko i częstość występowania PD gwałtownie wzrastają wraz z wiekiem, szczególnie u osób w wieku 50 lat i starszych3. Etiologia i patogeneza choroby Parkinsona do tej pory pozostawała słabo poznana. To często sprawia, że wczesny początek choroby Parkinsona pozostaje niezdiagnozowany. Obecnie brak dopaminy i utrata neuronów dopaminergicznych (DpN) u pacjentów z chorobą Parkinsona są silnie związane z manifestacją objawów motorycznych4. Wykorzystując ten związek, zaprojektowano kilka metod leczenia, które działają bezpośrednio jako substytucja dopaminy (tj. lewodopa) lub kompensują utratę DpN (tj. głęboką stymulację mózgu). Chociaż terapie te przynoszą korzyści objawowe, nie modyfikują pogarszającego się przebiegu choroby5. W związku z tą istotną słabością zaproponowano terapię wymiany komórek. Skuteczność tego podejścia jest jednak niespójna, biorąc pod uwagę wyzwania związane z przygotowaniem przeszczepu, kontrolą wzrostu komórek i niestabilnością fenotypu. Terapia zastępcza komórek, która wzbudziła obawy etyczne, stwarza również ryzyko wywołania guzów mózgu i niepożądanych reakcji immunologicznych6,7.
Ograniczenia obecnych strategii terapeutycznych doprowadziły do większego nacisku na regenerację DpN jako potencjalne podejście w leczeniu PD. Regeneracja DpN lub neuroregeneracji okazała się jednym z obiecujących przełomów w leczeniu PD, nie tylko ze względu na jej potencjał jako nowej metody terapeutycznej, ale także jako sposób na zrozumienie mechanizmu choroby8, 9. Podejście to koncentruje się na przywróceniu funkcji neuronalnych poprzez różnicowanie, migrację i integrację istniejących komórek progenitorowych z uszkodzonymi obwodami10. W celu dokładniejszego zbadania neuroregeneracji przeprowadzono różne badania in vivo. Stwierdzono, że kręgowce, takie jak ssaki, i, generują nowe komórki mózgowe po urazie11,12. Wśród kręgowców bardziej poszukiwane są ssaki ze względu na ich genetyczne podobieństwo do ludzi. Ssaki wykazują jednak ograniczoną i słabą zdolność naprawczą w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), która może przetrwać do dorosłości po ulegnięciu uszkodzeniu mózgu13. Ogólnie rzecz biorąc, ssaki nie nadają się jako modele zwierzęce do zrozumienia neuroregeneracji, biorąc pod uwagę, że niewielka liczba wytwarzanych neuronów nie będzie wystarczająca do przywrócenia uszkodzonych obwodów nerwowych obserwowanych w PD. W związku z tym model oparty na teleostach, szczególnie u danio pręgowanego, jest bardzo preferowany ze względu na jego wysoką szybkość proliferacji, zdolność do ciągłego samoodnawiania się i bliską homologię mózgu z ludźmi14,15.
Danio pręgowany jest najczęściej używany do badania zaburzeń ruchowych w PD16. Model PD oparty na danio pręgowanym jest zwykle indukowany przez neurotoksyny, które obejmują 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydynę (MPTP) i 6-hydroksydopaminę (6-OHDA)17. Chociaż skuteczne w indukowaniu specyficznej utraty DpN i spadku poziomu dopaminy, modele oparte na MPTP nie naśladują ściśle warunków PD, ponieważ utrata DpN nie jest ograniczona wyłącznie do klasy CNS18. Niezdolność 6-OHDA do przekroczenia bariery krew-mózg ograniczyła jego wpływ na zmiany komórkowe i funkcjonalne w mózgu, gdy jest podawany doczaszkowo, a nie domięśniowo19. Obwodowe podawanie 6-OHDA spowodowało globalne obniżenie poziomu dopaminy w całym układzie nerwowym20. Podczas gdy podanie 6-OHDA do płynu mózgowo-rdzeniowego spowodowało ablację DpN w całym OUN21, co nie naśladuje stanu widocznego w PD, w którym utrata DpN następuje specyficznie w istocie czarnej ludzkiego mózgu. Wręcz przeciwnie, podanie ICV 6-OHDA specyficznie wywołało znaczną ablację DpN w obszarze brzusznego Dn w mózgu danio pręgowanego, co bardzo przypominało istotę czarną (substantia nigra22. Co ciekawe, powrót do zdrowia DpN odnotowano 30 dni po zmianie wywołanej przez 6-OHDA, a neurony te przetrwały w ciągu życia23,24. Funkcjonalne odzyskiwanie DpN wykazano poprzez lokomotoryczną ocenę przebytej odległości (cm) i średniej prędkości (cm/s) przy użyciu modelu PD opartego na indukowanym przez 6-OHDA dorosłego danio pręgowanego22.