Innovazioni nei modelli genetici e uso di cellule staminali per il morbo di Parkinson

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by the loss of dopaminergic neurons and the presence of α-synuclein aggregates, affecting millions of people worldwide. Given the difficulty in determining the pathogenesis of PD and the lack of definitive cures, recent research has focused on developing advanced preclinical models and utilizing cell therapies. This paper examines innovative approaches to improve understanding of PD pathogenesis and to test new potential therapies by utilizing both animal models and stem cells. Specifically, the use of zebrafish treated with the neurotoxin MPTP has shown promise in inducing symptoms comparable to PD, allowing for high-throughput screenings as well as in vivo evaluation of the efficacy of various neuro-reparative compounds, such as nimodipine and calcitriol, which have demonstrated significant results in protecting dopaminergic neurons and improving motor functions. In parallel, the development of human dopaminergic neurons derived from induced pluripotent stem cells (hiPSCs) has enabled the creation of cellular models of PD. Optogenetic technology has made it possible to regulate α-synuclein aggregation and discover new therapeutic candidates, including BAG956, a compound that has shown significant neuroprotective effects. Additionally, the production of midbrain-specific cells has been enhanced through genetic engineering techniques that limit the differentiation potential of stem cells to dopaminergic neurons, increasing the precision of transplants and the effectiveness of cell therapies.

Il morbo di Parkinson (MP) è un disturbo neurodegenerativo progressivo caratterizzato dalla perdita di neuroni dopaminergici e dalla presenza di aggregati di α-sinucleina, che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. Data la difficoltà nella determinazione della patogenesi del MP e l’assenza di cure risolutive, la ricerca negli ultimi anni si è concentrata sullo sviluppo di modelli preclinici avanzati e sull’uso di terapie cellulari. Questo elaborato studia approcci innovativi per migliorare la comprensione della patogenesi del MP e testare nuove potenziali terapie sfruttando sia modelli animali che cellule staminali. In particolare, l’utilizzo del pesce zebra trattato con la neurotossina MPTP si è dimostrato promettente per indurre sintomi paragonabili al MP, consentendo di effettuare sia screening high throughput sia di valutare in vivo l’efficacia di diversi composti neuro-riparativi, come la nimodipina e il calcitriolo, che hanno mostrato significativi risultati nella protezione dei neuroni dopaminergici e nel miglioramento delle funzioni motorie. Parallelamente, lo sviluppo di neuroni dopaminergici umani derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC) ha reso possibile la creazione di modelli cellulari di MP. La tecnologia optogenetica ha permesso di regolare l'aggregazione di α-sinucleina e di trovare nuovi candidati terapeutici, tra cui BAG956, un composto che ha dimostrato significativi effetti neuroprotettivi. Inoltre, la produzione di cellule specifiche del mesencefalo è stata migliorata attraverso l’utilizzo di tecniche di ingegneria genetica che limitano il potenziale di differenziazione delle cellule staminali a neuroni dopaminergici, aumentando la precisione dei trapianti e l'efficacia delle terapie cellulari.