La Enfermedad de Parkinson (EP), es el desorden neurodegenerativo más común después de la Enfermedad de Alzheimer. La EP es el principal proceso degenerativo extrapiramidal en la población adulta y anciana. Se caracteriza por una gran discapacidad entre los afectados, asociado a grandes pérdidas económicas y graves consecuencias sociales y familiares. La EP afecta al 0.3% de la población general y al 2% de la población mayor de 65 años. En Colombia afecta a unos 200.000 individuos aproximadamente. La tendencia demográfica mundial es al aumento de la población anciana, y se espera que en los próximos 20 años, la EP, aumente cuatro veces su prevalencia actual, convirtiéndose en un serio problema de salud publica. La EP es una enfermedad compleja y presenta una amplia heterogeneidad clínico-genética, lo que ha dificultado profundizar en el conocimiento de sus mecanismos fisiopatológicos básicos, a pesar de los avances en el tratamiento sintomático y en el diagnostico de la EP. Algunas formas genéticas mendelianas se han descrito recientemente. Gracias a los progresos de la Genómica en los últimos años, se han identificado seis genes (Sinucleína, Parkin, UCHL-1, DJ-1, PINK1 y LRRK2) que constituyen las únicas causas definidas de la EP hasta la fecha. Estos avances han revolucionado y esclarecido algunos de los procesos subyacentes de su etiopatogenia. Sin embargo y a pesar del gran aporte que han representado, el papel de sus proteínas en la fisiología neuronal, aun esta por aclararse. En la naciente era post-Genómica, los modelos celulares han re-emergido como una valiosa herramienta de validación de la genómica funcional, permitiéndonos entre otras cosas, convalidar procesos importantes en la función del gen y de su proteína en ambientes celulares específicos y a su vez, analizar las vías de señalización intracelular en las que participa. De esta manera se han podido esbozar algunos mecanismos fisiopatológicos básicos involucrados en las formas genéticas de la mayoría de las enfermedades complejas, incluyendo la EP. Adicionalmente, estos modelos han servido de base para la formulación, producción y evaluación de agentes terapéuticos más precisos, dirigidos a estos nuevos blancos molecularmente definidos. El presente proyecto busca analizar en un modelo de neuronas dopaminérgicas (células CAD), el proceso molecular en que participan algunos genes asociados a las formas recesivas de la EP (Parkin, DJ-1 y Pink1) y su posible efecto neuroprotector frente a las neurotoxinas ceramida, 6-OH-dopamina y rotenone. Se busca simular el efecto de perdida de función de la proteína (parkin, DJ-1 y Pink1) silvestre murino y la sobre-expresión de sus formas mutantes y silvestre humana, en la fisiología neuronal frente a un reto con ceramida, 6-OH-dopamina y rotenone, enfocándonos en el impacto sobre la función hexoquinasa, la vía de supervivencia neuronal mediada por PI3K/Akt y sus efectos en la homeostasis mitocondrial. Como hipótesis de trabajo, proponemos que las vías de neuroprotección mediada por parkin, DJ-1, Pink1 y la vía PI3/Akt-Hexokinasa convergen en la regulación de la muerte/supervivencia neuronal, corriente arriba de la mitocondria, mediante la potenciación de los procesos en que participan (ubiquitinación, fosforilación y respuesta al estrés oxidativo) en un reto apoptotico mediado por ceramida, 6-OH-dopamina y rotenone en células dopaminérgicas. Metodológicamente, las células CAD serán transfectadas para sobre-expresar (formas mutantes y silvestre humanas) y para la regular a la baja (Knockdown con RNAi) los genes Parkin, DJ-1 y Pink1, serán expuestas a ceramidas y rotenone, y se caracterizará sus efectos sobre la viabilidad celular (MTT, azul Tripan), la disfunción mitocondrial (potencial de membrana mitocondrial, liberación de citocromo C), la disfunción proteasomal (ubiquitinación), y el papel de la vía PI3K/Akt y la hexoquinasa. Lo anterior implicará un fortalecimiento del Grupo de Neurociencias en el área básica de las enfermedades neurodegenerativas y en la formación de recurso humano (PhD y/o MSc) y en la consolidación de su reconocimiento internacional. Se producirán por lo menos dos (2) artículos en revistas científicas indexadas internacionalmente y se enviaran resúmenes a congresos internacionales en el área.