Dopamine quantification and lipid droplet analysis in a C. elegans model of early Parkinson’s disease

Abstract

INTRODUCCIÓ: La malaltia de Parkinson es caracteritza per la pèrdua de neurones dopaminèrgiques a la substància negra del cervell i per alteracions lipídiques. El model de nematode Caenorhabditis elegans rac1/ced-10 presenta una funció dopaminèrgica disminuïda i alteracions lipídiques a estadis primerencs del desenvolupament, coincidint amb les observades en pacients amb malaltia de Parkinson a estadis avançats. OBJECTIUS: 1) Determinar la quantitat de dopamina en el model de rac1/ced-10 2) investigar la influència de la dopamina en l'acumulació de gotes lipídiques en estadis primerencs del desenvolupament a cucs salvatges i a mutants rac1/ced-10. METODOLOGIA: 1) Quantificació de dopamina per HPLC a nematodes mutants rac1/ced-10 i salvatges 2) estudi qualitatiu de gotes lipídiques mitjançant la tinció Sudan Black en ambdós genotips, amb i sense tractament amb dopamina. 3) Captura d’imatges mitjançant microscopi invertit amb càmera digital i tractament de les fotografies amb el programa ImageJ. 4) Anàlisi estadístic realitzat amb el paquet SPSS, utilitzant el test d'ANOVA per avaluar la significança. RESULTATS: Cucs molt joves rac1/ced-10 presenten una quantitat més elevada de gotes lipídiques que els cucs sense mutació. El tractament amb dopamina redueix la quantitat de gotes lipídiques en cucs salvatges, mentre que n’incrementa la quantitat en cucs rac1/ced-10. No tenim encara dades sobre la quantificació de dopamina per HPLC. CONCLUSIONS: RAC1 i la dopamina participen en la modulació de les gotes lipídiques. Entendre l'impacte de la dopamina i de RAC1 en el metabolisme lipídic en la malaltia de Parkinson pot contribuir a desenvolupar teràpies aplicables abans de la neurodegeneració.

INTRODUCCIÓN: La enfermedad de Parkinson se caracteriza por la pérdida de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra del cerebro y por alteraciones lipídicas. El modelo de nematodo Caenorhabditis elegans rac1/ced-10 presenta una función dopaminérgica disminuida y alteraciones lipídicas en estadios tempranos del desarrollo, coincidiendo con las observadas en pacientes con enfermedad de Parkinson en estadios avanzados. OBJETIVOS: 1) Determinar la cantidad de dopamina en el modelo de rac1/ced-10. 2) Investigar la influencia de dopamina en la acumulación de gotas lipídicas a estadios tempranos del desarrollo del gusanos salvajes y rac1/ced-10 mutantes. 3 METODOLOGÍA: 1) Cuantificación de dopamina por HPLC en nematodos rac1/ced-10 y salvajes. 2) Estudio cualitativo de gotas lipídicas mediante la tinción Sudan Black en ambos genotipos, con y sin tratamiento con dopamina. 3) Captura de imágenes mediante microscopio invertido con cámara digital y procesamiento de las fotografías con el programa ImageJ. 4) Análisis estadístico realizado con el paquete SPSS, utilizando la prueba de ANOVA para evaluar la significancia. RESULTADOS: Gusanos muy jóvenes rac1/ced-10 presentan una cantidad más elevada de gotas lipídicas que los gusanos salvajes. El tratamiento con dopamina reduce la cantidad de gotas lipídicas en gusanos salvajes, mientras que incrementa la cantidad en gusanos rac1/ced-10. Aún no disponemos de datos sobre la cuantificación de la dopamina por HPLC. CONCLUSIONES: RAC1 y la dopamina participan en la modulación de gotas lipídicas. Comprender el impacto de la dopamina y de RAC1 en el metabolismo lipídico en la enfermedad de Parkinson puede contribuir al desarrollo de terapias aplicables antes de la neurodegeneración.

INTRODUCTION: Parkinson's disease is characterized by the loss of dopaminergic neurons in the Substantia Nigra and by lipid alterations. The Caenorhabditis elegans rac1/ced-10 nematode model exhibits diminished dopaminergic function and lipid alterations at early stages of development, coinciding with those observed in advanced Parkinson’s disease. OBJECTIVES: 1) To determine the amount of dopamine in rac1/ced-10 nematodes 2) To investigate the influence of dopamine on lipid droplet accumulation at early stages of worm development in wild type and rac1/ced-10 mutants. METHODOLOGY: 1) Quantification of dopamine by HPLC in rac1/ced-10 and wild type nematodes. 2) Qualitative study of lipid droplets using Sudan Black staining in both genotypes, with and without dopamine treatment. 3) Image capture using an inverted microscope with a digital camera and processing of photographs using the ImageJ software. Statistical analysis performed using the SPSS package, employing ANOVA to evaluate significance. RESULTS: Very young rac1/ced-10 worms exhibit a higher quantity of lipid droplets than wild type worms. Dopamine treatment reduces the amount of lipid droplets in wild types while increasing the quantity in rac1/ced-10 worms. Data on dopamine quantification by HPLC are not yet available. 4 CONCLUSIONS: RAC1 and dopamine play a role in modulating lipid droplets. Understanding the impact of dopamine and RAC1 on lipid metabolism in Parkinson’s disease may contribute to the development of applicable therapies before neurodegeneration occurs