Profils de durée de vie reproductibles dans des conditions d'élevage standardisées
Lorsque les mouches étaient maintenues dans des conditions environnementales contrôlées (25 °C, 60 % d'humidité, cycle lumière–obscurité de 12 h:12 h) à l'aide d'une nourriture standardisée fraîchement préparée, les cohortes témoins présentaient des trajectoires de survie cohérentes entre expériences indépendantes. Les mouches témoins Canton S présentaient une durée de vie médiane d'environ 65 à 72 jours, la survie maximale atteignant 75 jours (Figure 2). Les expériences de durée de vie ont été réalisées avec 2 réplicats biologiques par condition, chacun comprenant 20 mouches. Les trajectoires de survie représentatives obtenues dans des conditions environnementales et alimentaires standardisées ont démontré des profils de durée de vie reproductibles chez les cohortes témoins.
En revanche, les mouches exprimant de manière pan-neuronale l'amyloïde-β présentaient une survie réduite par rapport aux témoins Canton S, ce qui est conforme aux phénotypes neurodégénératifs précédemment décrits dans les modèles de la maladie d'Alzheimer chez Drosophila.4,5,6.
Des résultats sous-optimaux sur la durée de vie peuvent survenir lorsque la qualité de la nourriture se dégrade ou lorsque les conditions de manipulation sont inconstantes. Dans ces conditions, des pics de mortalité précoce au cours des 7 à 10 premiers jours et une variabilité accrue entre les flacons (>25 %) ont été observés, indiquant une reproductibilité expérimentale altérée et une moindre cohérence entre les réplicats biologiques.
Déclin moteur dépendant de l'âge détecté par une analyse de grimpe semi-automatisée
L'évaluation manuelle classique de la géotaxie négative a révélé un déclin locomoteur dépendant de l'âge chez les mouches exprimant l'amyloïde-β par rapport aux témoins Canton S (Figure 3). Au jour 7, la performance de grimpe restait globalement comparable entre les groupes, alors qu'au jour 28, les mouches exprimant l'amyloïde-β présentaient une activité de grimpe réduite par rapport aux mouches témoins. Les cohortes témoins ont conservé une performance de grimpe relativement stable au cours du vieillissement. Ces tendances comportementales évaluées manuellement correspondaient à une diminution des valeurs de pente de grimpe obtenues avec le pipeline semi-automatisé FlyTrDT, montrant des tendances dépendantes de l'âge similaires à celles observées avec l'évaluation classique du point final et le flux de travail de suivi computationnel (Figure 4). Le déclin locomoteur observé chez les mouches exprimant l'amyloïde-β est conforme aux altérations comportementales dépendantes de l'âge déjà décrites dans les modèles de neurodégénérescence chez Drosophila utilisant des tests classiques de géotaxie négative6,7.
L'analyse semi-automatisée de la grimpe à l'aide de FlyTrDT a révélé une fonction motrice précoce préservée chez les mouches témoins. Au jour 7, les mouches témoins présentaient une pente moyenne de grimpe de 86,64 pixels/s, reflétant un déplacement ascendant soutenu pendant la phase active de grimpe (Figure 4). Au jour 28, la pente s'approchait de zéro (−1,50 pixels/s), ce qui est conforme à un ralentissement associé au vieillissement.
En revanche, les mouches exprimant l'amyloïde-β présentaient un déficit moteur précoce. Au jour 7, la pente d'escalade était réduite à 34,25 pixels/s, soit environ 39 % de la performance du témoin après normalisation. Dès le jour 28, la pente d'escalade diminuait fortement pour atteindre −72,25 pixels/s, indiquant une altération marquée de la performance locomotrice ascendante.
La métrique fondée sur la pente capte le segment de grimpée active et réduit les contributions dues à la latence initiale de sursaut, aux phases de plateau et aux artefacts de mouvement stochastiques. Des pentes positives indiquent une locomotion verticale nette vers le haut, des pentes proches de zéro indiquent un déplacement vertical limité, et des pentes négatives indiquent un déplacement vertical net vers le bas. Ces trajectoires représentatives illustrent une détérioration motrice progressive chez les mouches exprimant l'amyloïde-β par rapport aux témoins appariés par âge.
Dans des conditions d'enregistrement optimales, le pipeline FlyTrDT a généré des trajectoires continues du centroïde avec une segmentation de contour stable et des profils de déplacement vertical cohérents (Figure 4A). Une performance locomotrice réduite chez les mouches exprimant l'amyloïde-β s'est traduite par des trajectoires ascendantes moins soutenues et des valeurs de pente plus faibles (Figure 4B–D). Les vidéos enregistrées avec des reflets excessifs, un positionnement instable des tubes, un éclairage inconstant ou un contraste de fond insuffisant produisaient des trajectoires du centroïde discontinues et des artefacts de suivi intermittents, et ont été exclues lors de l'évaluation du contrôle qualité.
Association entre la performance motrice précoce et les résultats sur la survie
Afin d'examiner les associations entre la performance motrice précoce et les résultats sur la survie, les valeurs normalisées de la pente d'escalade au jour 7 ont été comparées à l'AUC de survie (surface sous la courbe) entre les différents génotypes (Figure 5). Les mouches témoins présentant une performance motrice précoce préservée (indice moteur normalisé = 1,0) ont montré des valeurs d'AUC de survie plus élevées (48,2), tandis que les mouches exprimant l'amyloïde-β avec une performance motrice précoce réduite (indice moteur normalisé = 0,395) présentaient des valeurs d'AUC de survie plus faibles (24,65). Des jeux de données locomoteurs représentatifs ont été obtenus à partir de 2 éprouvettes par condition, réalisées en réplicats biologiques. Ces jeux de données suggèrent une association entre une performance motrice précoce réduite et une durée de survie raccourcie dans le modèle de maladie à amyloïde-β. Étant donné que seuls deux génotypes représentatifs ont été analysés, ces résultats sont présentés de manière descriptive plutôt que sous la forme d'une corrélation prédictive statistiquement significative.

Figure 1 : Aperçu du flux de travail du pipeline FlyTrDT semi-automatisé, intégrant des métriques de durée de vie locomotrice et une analyse de survie. Le flux de travail comprend l'élevage standardisé des mouches et l'analyse de la durée de vie, l'évaluation manuelle et semi-automatisée de la géotaxie négative, l'extraction trame par trame du centroïde à partir de vidéos de grimpe, le calcul de la pente de grimpe (pixels/s), l'analyse de la surface sous la courbe (AUC) de survie, ainsi que l'intégration des performances motrices aux résultats de survie. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Analyse de survie de Kaplan-Meier des mouches témoins Canton S et des mouches exprimant l'amyloïde-β. Les courbes de survie illustrent les trajectoires de durée de vie dans des conditions environnementales et alimentaires standardisées. Les mouches témoins Canton S ont présenté une survie prolongée par rapport aux mouches exprimant l'amyloïde-β de manière pan-neuronale, qui ont montré une durée de vie réduite au cours du vieillissement. Les données représentent des trajectoires de survie représentatives obtenues à partir de 2 flacons par condition, réalisés en réplicats biologiques. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Performance manuelle au test de géotaxie négative chez les mouches témoins et celles exprimant l’amyloïde-β aux jours 7 et 28. Les boîtes à moustaches montrent des mesures représentatives d’activité d’escalade exprimées en pourcentage de mouches franchissant le seuil de 10 cm en 10 secondes. Les mouches témoins Canton S (CS) conservent une activité d’escalade relativement stable au cours du vieillissement, tandis que les mouches exprimant l’amyloïde-β présentent une diminution de leur performance d’escalade au jour 28. Chaque point représente une mesure individuelle provenant d’un flacon. Les jeux de données représentatifs ont été obtenus à partir de 2 flacons par condition, en réplicats biologiques. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Extraction semi-automatisée des trajectoires d'escalade et de la pente d'escalade active chez des mouches témoins et exprimant l'amyloïde-β. Des trajectoires moyennes représentatives de la position verticale ont été extraites à partir de vidéos de géotaxie négative en utilisant le pipeline de suivi FlyTrDT. Les tracés bleus représentent la position moyenne du centroïde vertical, image par image, des mouches détectées au cours du temps, et les segments rouges indiquent un segment d'escalade active représentatif identifié à l'aide d'une fenêtre de régression linéaire glissante. Les valeurs de pente sont exprimées en pixels/s. (A) Mouches témoins Canton S au jour 7. (B) Mouches exprimant l'amyloïde-β au jour 7. (C) Mouches témoins Canton S au jour 28. (D) Mouches exprimant l'amyloïde-β au jour 28. Les trajectoires représentatives ont été générées à partir de 2 éprouvettes par condition, chacune constituant une réplication biologique. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Association entre la performance motrice précoce et les résultats de survie dans un modèle de Drosophile de toxicité de l'amyloïde-β. Les valeurs normalisées de pente d'escalade au jour 7 ont été tracées en fonction de l'aire sous la courbe (ASC) de survie pour les mouches témoins Canton S (CS) et les mouches exprimant l'amyloïde-β (AD) (n = 2). Les mouches témoins présentaient une performance motrice précoce plus élevée et des valeurs ASC de survie accrues par rapport aux mouches exprimant l'amyloïde-β. Ces jeux de données représentatifs illustrent une association entre la performance locomotrice précoce et les résultats de survie. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Fichier supplémentaire 1 : Script d'analyse de l'ascension FlyTrDT basé sur Python, utilisé pour la quantification semi-automatisée de la locomotion à partir de vidéos de géotaxie négative. Le script effectue un traitement d'image image par image, la détection du centroïde, l'extraction des trajectoires et le calcul de paramètres d'ascension, notamment la pente d'ascension, la vitesse, la longueur de la trajectoire, la surface de la trajectoire, le nombre d'arrêts et le nombre de changements de direction.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Fichier supplémentaire 2 : Script Python pour l'intégration des données de durée de vie fonctionnelle du moteur et de durée de vie. Le script effectue le calcul de la fraction de survie, l'analyse de la surface sous la courbe (AUC) par la méthode des trapèzes, la normalisation des valeurs de pente de grimpée du jour 7, la fusion des jeux de données et la visualisation graphique des performances motrices et des résultats de survie.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.