Analisi optogenetica delle connessioni Striatum-Globus pallidus in un modello di distonia DYT1

Il progetto vuole indagare la caratterizzazione dell’eccitabilità intrinseca dei neuroni pallidali effettuando registrazioni patch-clamp in configurazione cell-attached e perforato su fette di tessuto prelevate da modelli sperimentali di DYT1. Saranno misurate le proprietà intrinseche di membrana come RMP, resistenza, soglia di spike, attività di firing spontaneo in neuroni di GPe di un modello knock-in di modello murino DYT1 e i rispettivi wildtype.

Altro obiettivo è lo studio delle proprietà delle sinapsi striatopallidali. In animali normali, l’attività di firing autonoma dei neuroni di GPe è episodicamente interrotta da pause create da attività convergenti dei neuroni striatopallidali coinvolte nel processo di selezione del movimento. In un modello sperimentale DYT1 il Laboratorio ha in precedenza descritto un’alterata eccitabilità dei MSNs. Un aumentato rilascio tonico di GABA sui neuroni del GPe potrebbe iperpolarizzarli e interrompere la loro attività autonoma di firing. Tramite un approccio di optogenetica verrà investigato il modo in cui l’attivazione striatale può agire sull’attività dei neuroni in GPe e verrà esaminato l’impatto delle alterazioni della plasticità sinaptica striatale precedentemente riportate in animali transgenici sul circuito del GPe. L’attività dei neuroni di GPe  sarà misurata dopo l’induzione della plasticità corticostriatale a lungo termine. L’approccio optogenetico assicurerà l’esclusiva stimolazione dell’input striatale.

Ultimo obiettivo è il recupero funzionale tramite vettori virali. L’attivazione transiente dell’input GABAergico striatale verso il GPe potrebbe condurre a riorganizzare l’attività ritmica creando un meccanismo di sincronizzazione dipendente dai canali HCN. Dati preliminari suggeriscono uno sbilanciamento dell’attività dei canali HCN. In accordo, l’iporegolazione di tali canali è stata descritta in dei modelli di disfunzione motoria. Si cercherà dunque di modulare l’espressione della subunità HCN2 dei neuroni GPe attraverso l’iniezione di virus adeno-associato in grado di trasportare un costrutto per l’espressione della subunità HCN2.