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Method Article
Les modèles de rongeurs sont des outils précieux pour étudier les comportements de base liés aux troubles du spectre autistique (TSA). Dans cet article, nous nous penchons sur deux tests comportementaux permettant de modéliser les principales caractéristiques des TSA chez la souris : l’auto-toilettage, qui évalue le comportement répétitif, et le test d’interaction sociale à trois chambres, qui documente les déficiences sociales.
Le trouble du spectre autistique (TSA) est une affection neurobiologiquement complexe avec une étiologie génétique hétérogène. Cliniquement, les TSA sont diagnostiqués par des troubles de la communication sociale et des comportements restrictifs ou répétitifs, tels que battre des mains ou aligner des objets. Ces modèles comportementaux peuvent être observés de manière fiable dans des modèles murins avec des mutations génétiques liées aux TSA, ce qui en fait des outils très utiles pour étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents dans les TSA. Comprendre comment les changements génétiques affectent la neurobiologie et les comportements observés dans les TSA facilitera le développement de nouveaux composés thérapeutiques ciblés pour améliorer les troubles comportementaux de base. Notre laboratoire a utilisé plusieurs protocoles englobant des procédures de formation et de test bien décrites qui reflètent un large éventail de déficits comportementaux liés aux TSA. Ici, nous détaillons deux tests pour étudier les principales caractéristiques des TSA dans des modèles murins : l’auto-toilettage (une mesure du comportement répétitif) et le test d’interaction sociale à trois chambres (une mesure de l’approche d’interaction sociale et de la préférence pour la nouveauté sociale).
Le trouble du spectre autistique (TSA) est un trouble du développement cérébral qui se manifeste par des troubles de la communication ou de l’interaction sociale et des modèles restreints et répétitifs de comportements ou d’intérêts 1,2. En 2022, environ 1 enfant sur 100 a été diagnostiqué avec un TSA dans le monde3. Selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC, États-Unis), la prévalence des TSA a augmenté de 30 % depuis 2008 et a plus que 2 fois augmenté depuis 2000 4,5. Les personnes atteintes de TSA peuvent également présenter des comorbidités, telles qu’une déficience intellectuelle (DI) (35,2 %, QI ≤ 70), un trouble déficitaire de l’attention/hyperactivité (TDAH) (50 % à 70 %) et d’autres syndromes génétiques2,4,6.
L’utilisation de modèles animaux dans la recherche sur les TSA, en particulier les rongeurs, a fourni des informations significatives sur l’impact de divers facteurs environnementaux, notamment l’alimentation, les médicaments, l’exercice et l’enrichissement 7,8,9,10, ainsi que des mutations génétiques telles que Shank, Fmr1, Mecp2, Pten et Tsc mutant 11,12,13 , sur les symptômes du TSA. Les modèles murins sont couramment utilisés pour étudier les TSA en raison de leur nature sociale et de leurs caractéristiques génétiques, biochimiques et électrophysiologiques partagées avec les humains. Par exemple, par la délétion d’un gène spécifique (tel que Shank3, Fmr1, Cntnap2 et Pten), les comportements sociaux et répétitifs aberrants peuvent être récapitulés, ce qui confère une forte validité à l’étude 14,15,16. Ici, nous fournissons des protocoles pour étudier les parallèles entre les modèles génétiques animaux et les symptômes humains des TSA17. Nous décrivons l’auto-toilettage et le test d’interaction sociale à trois chambres, qui reflètent deux symptômes principaux chez les patients atteints de TSA, à savoir des modèles de comportement restreints et répétitifs et des troubles de l’interaction sociale (communication), respectivement.
Sur la base du DSM-V (Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux de l’American Psychiatric Association 5e édition) et de la CIM-11 (Classification internationale des maladies 11e révision), les patients atteints de TSA adoptent des modèles de comportement restreints, répétitifs et stéréotypés, en particulier des comportements répétitifs non fonctionnels centrés sur le corps (BFRB), tels que le balancement, le timming, le rongeage des ongles, l’arrachage des cheveux, le grattage de la peau ou la marche des orteils18, 19. Planche à billets Chez les animaux, le comportement répétitif se manifeste par un toilettage prolongé et répétitif. Le toilettage est l’une des activités innées les plus courantes chez les rongeurs, avec environ 40 % de leur temps de réveil consacré au toilettage20,21. Il est instinctif pour les souris de lécher leur peau ou leur fourrure pour éliminer la saleté étrangère de la surface du corps, ce qui sert à maintenir la propreté du corps, à prévenir les blessures, à éliminer les parasites et à réguler la température. Le toilettage est classé en deux types : le toilettage social (allo-grooming), impliquant le toilettage par une autre souris, et l’auto-toilettage. L’auto-toilettage montre un modèle de séquençage stéréotypé et conservé composé de quatre étapes (la plupart du temps discrètes et non séquentielles)22,23. Au stade I (nage elliptique), les souris initient le toilettage en léchant d’abord les deux pattes, puis en toilettant le nez avec leurs pattes. Au stade II (AVC unilatéral), les souris utilisent leurs pattes pour essuyer leur visage de manière asymétrique. Au stade III (AVC bilatéral), les souris s’essuient symétriquement la tête et les oreilles. Au stade IV (léchage du corps), les souris passent au léchage du corps en déplaçant leur tête vers l’arrière et peuvent étendre le toilettage à la queue et aux organes génitaux. Lorsque les souris sont placées individuellement dans une cage transparente, le comportement d’auto-toilettage peut être facilement reconnu et observé. Les souris augmentent leur comportement d’auto-toilettage lorsqu’elles sont confrontées au stress, à la douleur ou à des perturbations sociales, ce qui rend le test d’auto-toilettage crucial lors de la recherche sur les troubles neurologiques. Différents modèles murins de TSA, y compris ceux présentant des mutations génétiques (telles que Fmr1−/y, Shank3B−/-, NL1−/−), des interventions pharmacologiques (telles que DO34, PolyI :C) et des souches consanguines spécifiques (comme BTBR et C58/J), ont démontré un comportement d’auto-toilettage répétitif excessif 24,25,26,27.
Les altérations du comportement social servent de critère d’évaluation des TSA. Selon le DSM-V et la CIM-11, les patients atteints de TSA présentent des troubles persistants de la communication sociale et de l’interaction sociale1 8,19. Ceux-ci peuvent se manifester par des déficits de communication verbale et non verbale (c’est-à-dire un contact visuel, des gestes et une expression faciale anormaux), un manque de partage d’intérêt et d’émotions avec les autres, une inconscience des indices contextuels sociaux ou des difficultés à développer des relations. Conformément aux symptômes de déficience sociale, diverses tâches comportementales ont été conçues et optimisées pour évaluer les interactions sociales chez la souris, telles que le test d’interaction sociale directe, l’approche sociale à trois chambres et le test de préférence pour la nouveauté sociale, et l’analyse des vocalisations ultrasonores (USVs)16,28. Le test d’interaction sociale à trois chambres est une expérience largement utilisée pour évaluer les comportements liés aux TSA 17,29,30,31. L’appareil comprend trois chambres reliées entre elles ; Les chambres gauche et droite contiennent une cage grillagée qui peut être vide ou occupée par une souris, ce qui permet à la souris de test d’interagir librement avec les deux cages. Deux mesures permettent d’évaluer différents aspects du comportement social chez la souris de test au cours de l’expérience à trois chambres. Tout d’abord, la souris test est notée en fonction du temps passé à interagir avec la cage vide (nouvel objet) par rapport à une cage contenant une nouvelle souris. Cette partie de la tâche donne un aperçu de la sociabilité de la souris. Ensuite, une souris inconnue est placée dans la cage grillagée précédemment vide. La différence de temps dans l’interaction de la souris test entre la souris inconnue et la souris familière mesure la préférence pour la nouveauté sociale. Dans cette partie de la tâche, une souris de contrôle préfère interagir avec une souris inconnue plutôt qu’avec la souris précédemment rencontrée, qui était déjà présente dans la partie sociabilité du test. Des déficits dans l’interaction sociale et une diminution de la motivation à interagir avec de nouvelles souris sont généralement trouvés dans le modèle murin de TSA. Le test à trois chambres s’est avéré robuste depuis son invention. Il a été utilisé pour étudier les phénotypes sociaux dans divers modèles murins de TSA, notamment Fmr1−/−, Shank3B−/-, Cntnap2−/− et la souche consanguine BTBR32,33,34,35,36.
Les deux tests utilisent le comportement naturel et spontané des souris comme outils méritoires pour étudier le comportement de type TSA. Puisqu’ils sont considérés comme des tests à faible stress, il est possible d’effectuer les deux tests au sein du même groupe de souris pour mesurer le comportement de type TSA, le test d’auto-toilettage étant effectué en premier et le test d’interaction sociale à trois chambres les jours suivants. Les protocoles que nous fournissons représentent un outil essentiel pour l’évaluation du comportement de type TSA et le développement de nouvelles thérapies 29,30,31. En fin de compte, ils contribueraient à améliorer les résultats pour les personnes touchées par les TSA.
Toutes les procédures et expériences impliquant des sujets animaux ont été approuvées par les règlements du Comité de protection des animaux de l’établissement (FACC), qui suivent les lignes directrices établies par le Conseil canadien de protection des animaux, le Comité de protection des animaux de l’Université McGill et le Bureau du bien-être des animaux de laboratoire des NIH (OLAW). Le numéro d’assurance du Service de santé publique (PHS) de l’Université McGill est le F-16-00005(A5006-01).
1. Préparation des animaux
2. Préparation de la salle et de l’équipement
3. Manipulation
4. Méthode 1 : Auto-toilettage pour les comportements répétitifs (Figure 1A)
5. Méthode 2 : Test d’interaction sociale à trois chambres (Figure 2A)
6. Scoring et analyse statistique
La cible de la rapamycine chez les mammifères (mTOR) joue un rôle crucial dans le système nerveux central (SNC) en régulant la synthèse de novo des protéines et en réprimant l’autophagie43. Une dérégulation de la voie mTOR et de la synthèse des protéines synaptiques a été impliquée dans l’ASD28. Des études à l’échelle du génome sur des patients atteints de TSA ont identifié diverses mutations génétiques a...
La plupart des causes étiologiques, des changements pathologiques et des marqueurs biologiques des TSA ne sont pas connus ou disponibles. Le diagnostic des TSA est principalement basé sur deux ensembles établis de symptômes cliniques : des déficits persistants dans la communication sociale et des comportements répétitifs excessifs 18,19,55. Étant donné que les TSA sont un trouble du spe...
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous remercions le Dr Karim Nader (Département de psychologie, Université McGill) de nous avoir donné accès à l’installation sur le comportement animal.
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