Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
David Bernal-Casas
Departament de Estadística, Facultat de Biologia, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
Gerardo García-Díaz Barriga
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Javier López-Gil
Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
Leticia Campa
Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions biomèdiques de Barcelona (IIBB), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Mentales (CIBERSAM), Madrid, Spain
Francesc Artigas
Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions biomèdiques de Barcelona (IIBB), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Mentales (CIBERSAM), Madrid, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain; Production and Validation Center of Advanced Therapies (Creatio), Faculty of Medicine and Health Science, University of Barcelona, Barcelona, Spain
Departament de Biomedicina, Institut de Neurociències, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain; Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), Madrid, Spain
Huntington’s disease (HD) is a neurological disorder characterized by motor disturbances. HD pathology is most prominent in the striatum, the central hub of the basal ganglia. The cerebral cortex is the main striatal afferent, and progressive cortico-striatal disconnection characterizes HD. We mapped striatal network dysfunction in HD mice to ultimately modulate the activity of a specific cortico-striatal circuit to ameliorate motor symptoms and recover synaptic plasticity. Multimodal MRI in vivo indicates cortico-striatal and thalamo-striatal functional network deficits and reduced glutamate/glutamine ratio in the striatum of HD mice. Moreover, optogenetically-induced glutamate release from M2 cortex terminals in the dorsolateral striatum (DLS) was undetectable in HD mice and striatal neurons show blunted electrophysiological responses. Remarkably, repeated M2-DLS optogenetic stimulation normalized motor behavior in HD mice and evoked a sustained increase of synaptic plasticity. Overall, these results reveal that selective stimulation of the M2-DLS pathway can become an effective therapeutic strategy in HD.