Pink1 suppresses α-synuclein-induced phenotypes in a Drosophila model of Parkinson’s disease

Parkinson’s disease (PD) is the most prevalent human neurodegenerative movement disorder and is characterized by a selective and progressive loss of the dopaminergic neurons. Mutations in the genes parkin and PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1) result in autosomal recessive forms of PD. It has been suggested that parkin and Pink1 function in the same pathway in Drosophila, with Pink1 acting upstream of parkin. Previous work in our laboratory has shown the ability of parkin to rescue an α-synuclein-induced PD-like phenotype in Drosophila. To investigate the ability of Pink1 to protect against α-synuclein-induced toxicity, we have performed longevity, mobility, and histological studies to determine whether Drosophila Pink1 can rescue the α-synuclein phenotypes. We have found that overexpression of Pink1 results in the rescue of the α-synuclein-induced phenotype of premature loss of climbing ability, suppression of degeneration of the ommatidial array, and the suppression of α-synuclein-induced developmental defects in the Drosophila eye. These results mark the first demonstration of Pink1 counteracting PD phenotypes in a protein toxicity animal model, and they show that Pink1 is able to impart protection against potentially harmful proteins such as α-synuclein that would otherwise result in cellular stress.

La maladie de Parkinson (PD) est le plus répandu des désordres neurodégénératifs du mouvement chez l’humain et elle est caractérisée par une perte progressive et sélective des neurones dopaminergiques. Des mutations dans les gènes parkin et PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1) produisent des formes autosomiques récessives de la PD. Il a été suggéré que parkin et Pink1 opèrent dans le même sentier chez le Drosophila et que Pink1 agirait en amont de parkin. Des travaux antérieurs effectués par les auteurs ont montré que parkin pouvait abolir un phénotype ressemblant à la PD qui est induit par l’α-synucléine chez le Drosophila. Afin d’examiner si Pink1 permet de protéger contre la toxicité induite par l’α-synucléine, les auteurs ont réalisé des études de longévité et de mobilité ainsi que des analyses histologiques pour déterminer si Pink1 du Drosophila peut abolir le phénotype induit par l’α-synucléine. Les auteurs ont trouvé que la sur-expression de Pink1 permet d’abolir les phénotypes induits par l’α-synucléine, soit une perte prématurée de la capacité d’escalader, la la suppression de la dégénération d’étalage d’ommatidia et des défectuosités du développement de l’œil. Ces résultats fournissent la première démonstration que Pink1 peut contrecarrer des phénotypes PD chez un modèle animal de toxicité protéique et montre que Pink1 est capable d’apporter une protection contre des protéines potentiellement néfastes comme l’α-synucléine qui pourraient autrement causer des stress cellulaires.