Parkinson hastalığı (PH), diğer semptomlarla birlikte ilerleyici motor ve bilişsel gerileme ile sonuçlanan yaygın bir nörodejeneratif hastalıktır. Keşfinden bu yana 200 yıldan fazla zaman geçti ve yine de hastalığı değiştiren-tedavi edici yaklaşımlar hala belirsizliğini koruyor ve bu da dünya çapında milyonlarca hasta ve bakıcıya önemli bir yük getiriyor. Standart moleküler biyoloji teknikleri artık bu hastalığı incelemek için yeterli değildir ve bu nedenle, bir araştırma topluluğu olarak bu alandaki araştırmaları hızlandırabilecek açık ve tekrarlanabilir yöntemler üretmemiz önemlidir. Bu nedenle, PD'nin patofizyolojisi ile ilgili soruların üstesinden gelmeye yardımcı olabilecek, in vitro'dan in vivo tekniklere kadar gelişmiş metodolojileri kapsayan makalelerden oluşan bu yöntem koleksiyonunu oluşturduk. Bu koleksiyon, araştırmacıların PD'nin patofizyolojisini incelemelerini ve terapötik rahatlamayı keşfetmelerini sağlayacak farklı in vitro ve in vivo teknikler sunar.
Mitokondriyal disfonksiyon, literatürdeParkinson hastalığı ile kapsamlı bir şekilde ilişkilendirilmiştir 1,2,3,4. Bu, farklı PD modellerinde mitokondriyal biyoloji, morfoloji ve işlev üzerine yoğun araştırmalara yol açmıştır. Denizatı teknolojisi, mitokondriyal fonksiyon1,5'i araştırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır: bu teknoloji, mitokondriyal solunumun farklı inhibitörlerinin veya aktivatörlerinin sırayla eklenmesinden sonra birkaç sensör aracılığıyla oksijen tüketimini ölçer. Bu teknik orijinal olarak hücre kültürü uygulamaları için tasarlandığından, bu teknolojinin in vivo kullanımı zor olmuştur. Bu yöntem koleksiyonunda, Zhi ve ark. striatal beyin dilimlerinde mitokondriyal solunumun değerlendirilmesi için 24 katlı bir yöntem sundu6. Bu makalede, yöntemlerini genç ve yaşlı Pink1-/- ve vahşi tip farelere uyguluyorlar ve Pink1-/- yaşlı farelerde bazal oksijen tüketiminin azaldığını gösteriyorlar. Yöntemleri, PD araştırmacılarının modellerinde oksijen tüketimini değerlendirmelerine olanak tanıyacak ve PD6'daki mitokondriyal disfonksiyonun in vivo değerlendirmesi için bir platform sağlayacaktır. Benzer şekilde, Ciceri ve ark. mitokondri morfolojisinin ölüm sonrası fare dokusu kesitlerinde değerlendirilebileceğini göstermektedir7. Birkaç çalışma, anormal mitokondriyal morfolojinin PD 1,4,5 bağlamında fonksiyonel düzensizlik ile ilişkili olduğunu ve bu nedenle bu tür doku kesitlerinde mitokondriyal morfolojinin değerlendirilmesinin, spesifik transgenik modeller kullanılmadan mitokondriyal sağlığın yaygın olarak değerlendirilmesini sağlayacağını göstermektedir.
Substantia nigra pars compacta'daki (SNc) dopaminerjik nöronal kayıp, PD kemirgen modellerinin geliştirilmesi için altın standartlardan biri olmaya devam etmektedir8. Benzer şekilde, azaltılması PD terapötik tedavileri için mevcut altın standartlardan biri olmaya devam etmektedir8. Bu nedenle, tirozin hidroksilaz pozitif (TH+) nöronların miktarının belirlenmesi, translasyonel ve klinik öncesi araştırma laboratuvarları için önemli bir tekniktir. Tarafsız stereoloji, TH+ nöronlarının miktarının belirlenmesi için tercih edilen tekniktir ve yalnızca zahmetli ve zaman alıcı olmakla kalmaz, aynı zamanda pahalı özel yazılımların kullanılmasını gerektirdiğinden düşük bütçeli laboratuvarlar için erişim genellikle imkansızdır. Makalelerinde, O'Hara ve ark. bu nöronal popülasyondaki tarafsız stereoloji9 tarafından üretilenlerle karşılaştırılabilir azalmaları tespit edebilen TH+ nöronlarının değerlendirilmesi için adım adım bir protokol açıklamaktadır. Son olarak, bir SNCA-transgenik model9'da bu nöronal popülasyonda bir azalma tespit edebildiklerini de gösteriyorlar. Bu araştırma birlikte, bu nöronal popülasyonu azaltma veya artırma tedavilerinin potansiyelini değerlendirmek için birden fazla laboratuvarın PD modellerini araştırmasını sağlayacaktır.
İndüklenmiş pluripotent kök hücre (iPSC) teknolojisi, insan hastalık modellemesi için benzersiz olanaklar sağlar10. Çok sayıda hücre tipi için farklılaşma protokolleri yaygın olarak mevcuttur ve araştırma topluluğu tarafından hastalığı modellemek için kullanılmaktadır. Bu, ilgili dokunun doğası gereği biyopsi materyaline kolayca erişemediği için nörodejeneratif araştırma topluluğu için özellikle etkili olmuştur. iPSC'den türetilen hücre kültürlerinden öğrenmiş olsak da, bu kültürler önemli değişkenliklerden muzdariptir: iPSC tabanlı moleküler deneylerde bölgeler arası tekrarlanabilirlik zayıftır ve bu nedenle, iPSC'nin farklılaşması için kalite kontrol ve titiz protokoller kritik öneme sahiptir ve son olarak, tekrarlanabilirliği artırmak için sistematik önyargıları ortaya çıkarmak için işbirlikçi çalışmalara ihtiyaç vardır11. Bu, bu kültürlerin gelişimi ve bunlarla ilişkili fenotiplerin ölçümü için ayrıntılara büyük önem veren sağlam protokollere olan ihtiyacı vurgulamaktadır. Bu yöntem koleksiyonunda, Crompton ve ark. TH+ nöronal sağkalım için gerekli olan ventral orta beyin astrositlerini tekrarlanabilir bir şekilde üretmek için bir protokol sunar12. Bu hücreler ayrıca PD 12,13,14'ün patofizyolojisi ile yakından ilişkilidir ve bu nedenle hastalık değiştiricilerin in vitro çalışması için iyi adayları temsil eder. Benzer şekilde, Roberts ve ark. iPSC'den türetilen makrofajlar15 tarafından hücresel materyalin fagositozu için verimli, sağlam ve ölçeklenebilir bir protokol üretmişlerdir. Bu iki makale birlikte, PD'deki glial hücreler için sağlam modelleme kaynakları sağlayarak araştırma topluluğuna yardımcı olacaktır. Bu protokoller aynı zamanda PH'nin nöroinflamatuar yönüne çok ihtiyaç duyulan ilgiyi sağlayacaktır.
Sonuç olarak, PD alanında karşılanmamış en büyük ihtiyaç, PD hastaları için hastalık modifiye edici tedavinin eksikliği olmaya devam etmektedir ve bu nedenle, bu makale koleksiyonu, araştırma topluluğu için son derece alakalı birkaç teknik için sağlam bir metodolojik temel sağlayarak alanın ilerlemesine yardımcı olacaktır.