Abstract Neuronal insulin resistance is linked to the pathogenesis of Parkinson’s disease through unclear, but potentially targetable, mechanisms. We delineated neuronal and glial mechanisms of insulin resistance and glucagon-like 1 peptide (GLP-1) receptor agonism in human iPSC models of synucleinopathy, and corroborated our findings in patient samples from a Phase 2 trial of a GLP-1R agonist in Parkinson’s ( NCT01971242 ). Human iPSC models of synucleinopathy exhibit neuronal insulin resistance and dysfunctional insulin signalling, which is associated with inhibition of the neuroprotective Akt pathways, and increased expression of the MAPK-associated p38 and JNK stress pathways. Ultimately, this imbalance is associated with cellular stress, impaired proteostasis, accumulation of α-synuclein, and neuronal loss. The GLP-1R agonist exenatide led to restoration of insulin signalling, associated with restoration of Akt signalling and suppression of the MAPK pathways in neurons. GLP-1R agonism reverses the neuronal toxicity associated with the synucleinopathy, through reduction of oxidative stress, improved mitochondrial and lysosomal function, reduced aggregation of α-synuclein, and enhanced neuronal viability. GLP-1R agonism further suppresses synuclein induced inflammatory states in glia, leading to neuroprotection through non cell autonomous effects. In the exenatide-PD2 clinical trial, exenatide treatment was associated with clinical improvement in individuals with higher baseline MAPK expression (and thus insulin resistance). Exenatide treatment led to a reduction of α-synuclein aggregates, and a reduction in inflammatory cytokine IL-6. Taken together, our patient platform defines the mechanisms of GLP-1R action in neurons and astrocytes, identifies the population likely to benefit from GLP-1R agonism, and highlights the utility of GLP-1R agonism as a disease modifying strategy in synucleinopathies.

Abstract Background The dopamine transporter striatal binding ratio (DAT SBR) has been used as an outcome measure in Parkinson's disease (PD) trials of potential disease‐modifying therapies; however, both patient characteristics and analysis approach potentially complicate its interpretation. Objective The aim was to explore how well DAT SBR reflects PD motor severity across different striatal subregions and the relationship to disease duration, and side of onset. Methods DAT SBR for the anterior and posterior putamen and caudate in both hemispheres was obtained using validated automated quantitative software on baseline scans of 132 patients recruited for the Exenatide PD2 and PD3 trials. Associations between mean and lateralized SBR subregions (posterior and anterior putamen and caudate) and summed and lateralized motor characteristics were explored using regression analysis. Analyses were repeated considering disease duration and limiting analysis to the less‐affected hemisphere. Results Lateralized bradykinesia was most consistently associated with the loss of DAT uptake in the contralateral anterior putamen. There was much higher variance in the posterior putamen, and in all regions in those with longer duration disease, although bradykinesia remained robustly associated with anterior putaminal DAT uptake even in longer‐duration patients. Restricting analyses to the less‐affected side did not usefully reduce the variance compared to the overall cohort. Conclusion These data suggest that DAT SBR could be a useful biomarker in disease‐modifying trials, but a focus on anterior striatal subregions and incorporating disease duration into analyses may improve its utility.