Choroby neurodegeneracyjne są definiowane jako dziedziczne lub sporadycznie występujące, postępujące zaburzenia prawidłowej funkcji układu nerwowego. Zaburzenia takie są często powiązane z atrofią, poprzez zaburzenie funkcjonowania centralnych bądź obwodowych struktur układu nerwowego. Do chorób neurodegeneracyjnych zalicza się m. in.: chorobę Alzheimera wraz z pozostałymi demencjami, nowotwór mózgu, choroby zwyrodnieniowe nerwów, zapalenie mózgu, padaczkę, chorobę Parkinsona, stwardnienie rozsiane, stwardnienie zanikowe boczne, chorobę Huntingtona, choroby prionowe i inne.

Neurodegeneracja powiązana jest z uszkodzeniem oraz obumieraniem komórek nerwowych. Można wyróżnić dwa typy zmian pojawiających się w trakcie tego procesu: ostre – powiązane z pojawieniem się uszkodzeń w wyniku udarów niedokrwiennych oraz uszkodzeń mózgu, hipoglikemii czy stanów padaczkowych. Zmiany przewlekłe związane są z uszkodzeniami pojawiającymi się w OUN. Do głównych mechanizmów neurodegeneracyjnych można zaliczyć ekscytotoksyczność pobudzających aminokwasów, zaburzenia procesów energetycznych komórki, czy stres oksydacyjny powiązany z działaniem wolnych rodników.

Zwierzęce modele chorób są szeroko stosowane jako doskonałe narzędzie w badaniach mechanizmów powiązanych z powstawaniem choroby. Możliwe jest również ich zastosowanie w przypadku opracowywania nowych terapii czy zwiększenia skuteczności tych już istniejących. Użycie w doświadczeniach takich organizmów modelowych usprawnia cały proces, a także umożliwia przetestowanie ich zastosowania w warunkach przedklinicznych, by wyeliminować potencjalnie szkodliwe działanie na ludzki organizm.

Modele zwierzęce wykorzystuje się również w przypadku chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona czy pląsawica Huntingtona. Najczęściej stosowanym organizmem modelowym w tym przypadku jest szczur oraz mysz. Istnieje kilkanaście różnych szczepów modelowych stosowanych w badaniach nad chorobami neurodegeneracyjnymi.

W przypadku choroby Alzheimera, transgeniczne organizmy modelowe umożliwiły zdobycie cennych informacji odnośnie patogenezy oraz współistniejących zaburzeń behawioralnych, poznawczych, w tym zmian anatomicznych i histopatologicznych w mózgu.  Stosowane modele zwierzęce głównie opierają się na mutacjach w genach: APP, MAPT, apoE, genów białek tau oraz preseniliny. W zależności od zastosowanego modelu, możliwe jest uzyskanie specyficznego obrazu choroby, przebiegającego z pojawieniem się płytek amyloidowych, złogów białka tau, czy atrofią hipokampa.

W odniesieniu do choroby Parkinsona najczęściej wykorzystuje się modele badające wpływ specyficznych genów na patogenezę choroby: Lrrk1 oraz Lrrk2. Należą one do kinaz bogatych w powtórzenia leucytowe (ang leucin-rich repeat kinase). Innymi organizmami modelowymi są zwierzęta z delecją genów takich jak: DJ-1 (odpowiedzialnego za ochronę komórek przed stresem oksydacyjnym i śmiercią), Park 2 oraz Pink 1.

Do modeli zwierzęcych stosowanych w analizie pląsawicy Huntingtona można zaliczyć m.in. mysi model R6/2 wykształcający bardzo małą część genu HD, tym samym bardzo szybko rozwijający charakterystyczne objawy choroby. Zastosowanie „knock-in” w celu wprowadzenia do genomu zwierząt dodatkowych powtórzeń CAG stanowi kolejne podejście tworzenia organizmów modelowych choroby Huntingtona. Poza tym, możliwe jest użycie gryzoni BAC i YAC z dodatkowymi grudkami komórek DNA, nakazujące produkcję całego ludzkiego białka huntingtyny.

O przykładach zastosowania modeli zwierzęcych w chorobach neurodegeneracyjnych opowiada dr hab. Jan Rodriguez Parkitna z Zakładu Neurofarmakologii Molekularnej, Instytutu Farmakologii Polskiej Akademii Nauk: