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Cerebral dopamine neurotrophic factor transfection in dopamine neurons using neurotensin-polyplex nanoparticles reverses 6-hydroxydopamine-induced nigrostriatal neurodegeneration.
Fernandez-Parrilla, Manuel A; Reyes-Corona, David; Flores-Martinez, Yazmin M; Nadella, Rasajna; Bannon, Michael J; Escobedo, Lourdes; Maldonado-Berny, Minerva; Santoyo-Salazar, Jaime; Soto-Rojas, Luis O; Luna-Herrera, Claudia; Ayala-Davila, Jose; Gonzalez-Barrios, Juan A; Flores, Gonzalo; Gutierrez-Castillo, Maria E; Espadas-Alvarez, Armando J; Martínez-Dávila, Irma A; Nava, Porfirio; Martinez-Fong, Daniel.
Afiliação
  • 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.
Neural Regen Res ; 17(4): 854-866, 2022 Apr.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-34472486
ABSTRACT
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 ßIII-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.
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Revista: Neural Regen Res Ano de publicação: 2022 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Revista: Neural Regen Res Ano de publicação: 2022 Tipo de documento: Article