Cerebral dopamine neurotrophic factor transfection in dopamine neurons using neurotensin-polyplex nanoparticles reverses 6-hydroxydopamine-induced nigrostriatal neurodegeneration.

Autor:	Fernandez-Parrilla MA; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Reyes-Corona D; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Flores-Martinez YM; Programa Institucional de Biomedicina Molecular, Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México., Nadella R; Department of Biosciences, IIIT-Srikakulam, Rajiv Gandhi University of Knowledge Technologies (RGUKT), Andhra Pradesh, India., Bannon MJ; Department of Pharmacology, Wayne State University School of Medicine, Detroit, MI, USA., Escobedo L; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Maldonado-Berny M; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Santoyo-Salazar J; Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Soto-Rojas LO; Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalnepantla de Baz, Edo. de México, México., Luna-Herrera C; Departamento de Fisiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Ciudad de México, México., Ayala-Davila J; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Gonzalez-Barrios JA; Laboratorio de Medicina Genómica, Hospital Regional '1° de Octubre', ISSSTE, Ciudad de México, México., Flores G; Laboratorio de Neuropsiquiatría, Instituto de Fisiología, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Puebla, México., Gutierrez-Castillo ME; Departamento de Biociencias e Ingeniería, Centro Interdisciplinario de Investigaciones y Estudios sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México., Espadas-Alvarez AJ; Departamento de Biociencias e Ingeniería, Centro Interdisciplinario de Investigaciones y Estudios sobre Medio Ambiente y Desarrollo, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México., Martínez-Dávila IA; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Nava P; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México., Martinez-Fong D; Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias; Programa de Nanociencias y nanotecnología, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Ciudad de México, México.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Neural regeneration research [Neural Regen Res] 2022 Apr; Vol. 17 (4), pp. 854-866.
DOI:	10.4103/1673-5374.321001
Abstrakt:	Overexpression of neurotrophic factors in nigral dopamine neurons is a promising approach to reverse neurodegeneration of the nigrostriatal dopamine system, a hallmark in Parkinson's disease. The human cerebral dopamine neurotrophic factor (hCDNF) has recently emerged as a strong candidate for Parkinson's disease therapy. This study shows that hCDNF expression in dopamine neurons using the neurotensin-polyplex nanoparticle system reverses 6-hydroxydopamine-induced morphological, biochemical, and behavioral alterations. Three independent electron microscopy techniques showed that the neurotensin-polyplex nanoparticles containing the hCDNF gene, ranging in size from 20 to 150 nm, enabled the expression of a secretable hCDNF in vitro. Their injection in the substantia nigra compacta on day 21 after the 6-hydroxydopamine lesion resulted in detectable hCDNF in dopamine neurons, whose levels remained constant throughout the study in the substantia nigra compacta and striatum. Compared with the lesioned group, tyrosine hydroxylase-positive (TH + ) nigral cell population and TH + fiber density rose in the substantia nigra compacta and striatum after hCDNF transfection. An increase in βIII-tubulin and growth-associated protein 43 phospho-S41 (GAP43p) followed TH + cell recovery, as well as dopamine and its catabolite levels. Partial reversal (80%) of drug-activated circling behavior and full recovery of spontaneous motor and non-motor behavior were achieved. Brain-derived neurotrophic factor recovery in dopamine neurons that also occurred suggests its participation in the neurotrophic effects. These findings support the potential of nanoparticle-mediated hCDNF gene delivery to develop a disease-modifying treatment against Parkinson's disease. The Institutional Animal Care and Use Committee of Centro de Investigación y de Estudios Avanzados approved our experimental procedures for animal use (authorization No. 162-15) on June 9, 2019. Competing Interests: None
Databáze:	MEDLINE
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