Bakgrunn
Parkinsons sykdom er den nest vanligste nevrodegenerative sykdommen, og rammer 2% av alle over 60 år. Sykdommen karakteriseres nevropatologisk av patologisk alfa-synuclein som aggregerer i Lewylegemer og sprer seg fra celle til celle fra nederst i hjernestammen og oppover i storhjernen. De kliniske symptomene som karakteriserer sykdommen (rigiditet, tremor, instabilitet og bradykinesi) opptrer først når Lewylegemene har spredd seg til mesencephalon og mer enn 70% av de dopaminerge nervonene i substantia nigra har gått til grunne. Selv om de dopaminerge nevronene virker å være mest sårbare, vil etterhvert også kortikale nevroner rammes av Lewylegemer og degenerasjon, og ut i sykdomsforløpet er kognitiv svikt og demens relativt vanlig forekommende. Per i dag har vi kun symptomatisk behandling og ingen måte å bremse eller stoppe verken spredningen av Lewylegemer eller den nevrodegenerative prosessen. Hva som gjør at alfa-synuclein starter å aggregere, er i liten grad forstått.
Gjennom store genetiske assosiasjonsstudier (genome wide association studies – GWAS) er det funnet flere gener i microglia som er assosiert til utvikling av Parkinsons sykdom. Vår gruppe har avdekket at de viktigste av disse er microgliareseptoren P2YR12. På hvilken måte P2YR12 beskytter mot utvikling av Parkinsons sykdom, er imidlertid ikke kjent. Påvirkning av microglias aktivering generelt, og P2YR12 spesielt, vil potensielt kunne være viktige fremtidige behandlingsmål ved Parkinsons sykdom.
Problemstilling
Overordnet ønsker vi å avdekke i hvilken grad immunakivering, og microglia i særdeleshet, spiller inn i sykdomsutviklingen ved Parkinsons sykdom.
- Undersøke om alfa-synuclein-aggregater fra pasient-CSF aktiverer pasient-microglia annerledes enn lab-lagde fibriller.
- Undersøke i hvilken grad aktivering av pasient-deriverte microglia bidrar til eller hindrer overlevelse av pasientderiverte dopaminerge nevroner
- Avdekke rollen til P2YR12 i sykdomsutviklingen ved Parkinsons sykdom
Mål og metode
- For å avklare hvordan humane pasient-deriverte microglia på den ene siden fagocytterer (nevroprotektivt), men på den annen side kan bli aktivert (med potensiale for bidrag til nevrodegenerasjon) patologisk alfa-synuclein, vil vi differensiere humane microglia fra stamceller allerede reprogrammert fra parkinsonpasienter i vår kohort. Nivået av aktivering og type aktivering vil måles med markører på ELISA og qPCR.
- Hvordan microglias fenotypeendring på stimuli påvirker nevroner er planlagt undersøkt ved å tilføre kondisjonelt medium fra alfa-synuclein-stimulerte microglia til dopaminerge nevroner derivert fra de samme pasientene.
- Flere genloci funnet ved store genetiske assosiasjonsanalyser (PD GWAS) er koblet til microglia, og vi har nylig vist at ett av de viktigste er microgliareseptoren P2RY12. I samarbeid Nicola Pietro Montaldo, vil studenten på dette prosjektet få hjelp til å selektivt endre genet for P2YR12, slik at uttrykket påvirkes. Ved å sammenlikne microglias respons med og uten dette proteinet, vil microglias rolle i Parkinsons sykdom ytterligere belyses.
Studentens arbeidsoppgaver
- Dyrke stamceller reprogrammert fra parkinsonpasienter (iPSCs)
- Differensiere pasientderiverte stamceller til microglia og dopaminerge nervroner
- Lære CRISPR Cas9 selekiv affeksjon av microgliagenet P2RY12, som er vist seg viktig i Parkinsons sykdom gjennom store genetiske analyser av pasienter
- Studere sammenhengen mellom pasientkarakteristika (som alder ved sykdomsdebut og polygen risikoscore for Parkinsons sykdom) og effektiviteten av synucleinfagi av microglia differensiert fra de samme pasientene
- Studere synucleinfagi av alfa synuclein-fibriller laget på laboratoriet med aggregert alfa-synuclein fra pasient CSF
Om forskningsmiljøet
Vår forskningsgruppe (Nordengen lab) er en del av Forskningsenhet for nevrofag på DM4 tilknyttet Oslo Universitetssykehus. Hovedveilder Kaja Nordengen jobber som lege ved Nevrologisk avdeling på Oslo Universitetssykehus og som forsker på DM4, der hun har sin egen subgruppe bestående av tre doktorgradsstudenter og tre masterstudenter. Nordengen jobber med parkinsonpasienter både i klinikk og forskning og har bred erfaring i laboratorieteknikker, inkludert metodene skissert i denne oppgaven. Biveileder, ass.prof. Johanne Egge Rinholm driver sin egen forskningsgruppe på IMB ved siden av lab på DM4, og er således i svært praktisk fysisk nærhet. Dr Rinholm har også lang erfaring med stamcellearbeid fra humane stamceller, og vil bistå i alle faser av prosjekt 1. Også prof. Mathias Toft, avdelingsleder ved Nevrologisk avdeling, Oslo Universitetssykehus, vil bistå som biveileder. Lab-fasiliteter er tilgjengelig på Forskningsenhet for nevrofag på DM4, og alle gruppene som er en del av dette miljøet bidrar til et sosialt, hyggelig og lærerikt arbeidsmiljø.
Kontakt
Kaja Nordengen (41449780)
Rom 265, Forskningsenhet for nevrofag, Domus medica, Sognvannsveien 9
kaja.nordengen@gmail.com (foretrukket)
Alternativt: kaja.nordengen@medisin.uio.no eller kajnor@ous-hf.no
Medveileder:
Mathias Toft
Rom 248, Forskningsenhet for nevrofag, Domus medica, Sognvannsveien 9