EXPLOITING CELLULAR IMMUNOTHERAPY STRATEGIES FOR PARKINSON’S DISEASE

La malattia di Parkinson (MP) è caratterizzata da neurodegenerazione progressiva e neuroinfiammazione cronica guidata dall'accumulo patologico di -sinucleina (Syn). Le cellule T regolatorie (Treg) rappresentano una promettente strategia terapeutica per ristabilire l'omeostasi immunitaria, tuttavia, la loro stabilità e specificità antigenica costituiscono limiti critici. Questo studio ha avuto l’obbiettivo di ingegnerizzare Treg con recettore chimerico per l'antigene (CAR) specifico per Syn, per un'immunomodulazione mirata nella MP. Inizialmente, è stata ottimizzata la trasduzione retrovirale di cellule T CD4+ murine per l’espressione di CAR e FOXP3. La trasduzione del CAR ha raggiunto elevata efficienza e ha determinato attivazione e proliferazione in risposta ad Syn in vitro, mentre i livelli di espressione di FOXP3 sono rimasti inadatti alla riprogrammazione a Treg. Oltretutto, la limitata persistenza di Treg in vivo ci ha portati a cambiare il nostro approccio, Le cellule T CD4+ umane sono state efficientemente trasdotte sia con CAR che FOXP3, determinando una stabile produzione di CAR Treg riprogrammate. Queste cellule ingegnerizzate hanno mostrato attivazione dipendente dall'antigene e secrezione di IL-10 a seguito di esposizione ad Syn. Test di soppressione policlonale e antigene specifica hanno confermato la funzionalità soppressiva delle CAR Treg riprogrammate. Per valutare l'efficacia in vivo è stato sviluppato un modello murino NSG immunodeficiente con sovraespressione di Syn. Il modello ha mostrato perdita di neuroni dopaminergici e neuroinfiammazione, coerentemente con la MP. L'infusione di CAR Treg umane ha evidenziato persistenza nel sangue periferico ma limitato rilevamento a livello cerebrale, indicando difficoltà nella visualizzazione oppure nel traffico al sistema nervoso centrale (SNC). In sintesi, lo studio dimostra la fattibilità di generare CAR Treg funzionali specifiche per l’indirizzamento verso Syn e stabilisce un modello preclinico adeguato a indagare il loro potenziale terapeutico. Studi futuri mireranno a migliorare la migrazione al SNC e la persistenza delle CAR Treg per sfruttare la loro capacità immunomodulatoria contro la neuroinfiammazione nella MP.

Parkinson's disease (PD) is characterized by progressive neurodegeneration and chronic neuroinflammation driven by pathological -synuclein (Syn) accumulation. Regulatory T cells (Tregs) represent a promising therapeutic tool to restore immune homeostasis, however, their stability and antigen specificity are critical limitations. This study aimed to engineer Syn-specific chimeric antigen receptor (CAR) Tregs for targeted immunomodulation in PD. Initially, retroviral transduction of murine CD4+ T cells to express CAR and FOXP3 transgenes was optimized. CAR transduction achieved high efficiency and determined activation and proliferation in response to Syn in vitro, while FOXP3 expression levels remained unsuited for Treg reprogramming. Furthermore, due to poor murine Treg persistence in vivo, we revised our strategy and switched to using human cells. Human CD4+ T cells were efficiently transduced with CAR and FOXP3, achieving stable generation of reprogrammed CAR Tregs. These engineered cells exhibited antigen-dependent activation and IL-10 secretion upon Syn exposure. Polyclonal and antigen-specific suppression assays confirmed the functional suppressive phenotype of reprogrammed CAR Tregs. To evaluate in vivo efficacy, an immunodeficient NSG mouse model overexpressing Syn was established. This model demonstrated dopaminergic neuron loss and neuroinflammation consistent with PD pathology. Infusion of human CAR Tregs led to detectable persistence in peripheral blood but limited brain detection, highlighting challenges in either visualization or central nervous system (CNS) trafficking. Overall, the study demonstrates the feasibility of generating functional Syn-targeted CAR Tregs and establishes a relevant preclinical PD model for investigating their therapeutic potential. Future work will focus on improving CAR Treg CNS homing and persistence to harness their immunomodulatory capacity against neuroinflammation in PD.