Introduction Parkinson’s disease (PD) presents a significant challenge in medical science, as current treatments are limited to symptom management and often carry significant side effects. Our study introduces an innovative approach to evaluate the effects of gdnf overexpression mediated by CRISPRa in an in vitro model of Parkinson’s disease. The expression of gdnf can have neuroprotective effects, being related to the modulation of neuroinflammation and pathways associated with cell survival, differentiation, and growth. Methods We have developed a targeted delivery system using a magnetite nanostructured vehicle for the efficient transport of genetic material. This system has resulted in a substantial increase, up to 200-fold) in gdnf expression in an In vitro model of Parkinson’s disease using a mixed primary culture of astrocytes, neurons, and microglia. Results and Discussion The delivery system exhibits significant endosomal escape of more than 56%, crucial for the effective delivery and activation of the genetic material within cells. The increased gdnf expression correlates with a notable reduction in MAO-B complex activity, reaching basal values of 14.8 μU/μg of protein, and a reduction in reactive oxygen species. Additionally, there is up to a 34.6% increase in cell viability in an In vitro Parkinson’s disease model treated with the neurotoxin MPTP. Our study shows that increasing gdnf expression can remediate some of the cellular symptoms associated with Parkinson’s disease in an in vitro model of the disease using a novel nanostructured delivery system.

Outer membrane vesicles (OMVs) are spherical structures that contain a small fraction of the periplasm of Gram-negative bacteria, surrounded by its outer membrane. They are naturally produced and detached from the bacterial surface, participate in diverse biological processes, and their diameter size is in the range of 10–300 nm. OMVs have gained interest in different applications, such as the development of biosensors, vaccines, protein chips, and the encapsulation of heterologous proteins and peptides expressed by these microorganisms. However, the use of OMVs in these applications is limited due to the low yields and high purification costs. In this study, we produced green fluorescent protein (GFP) encapsulated into OMVs using Escherichia coli JC8031 transformed with pTRC99A-ssTorA-GFP to establish the production and purification route. Results showed that the motility of the strain prevents its immobilization in alginate, which hampers the purification of OMVs. To address this issue, a zeolite-based column was used to chromatographically separate the OMVs from smaller particles. Further experiments will be focused on standardizing the production and purification of OMVs at a scalable level.