Autismespectrumstoornis (ASS) is een ontwikkelingsstoornis van de hersenen die zich manifesteert in sociale communicatie of interactiestoornissen en beperkte, repetitieve gedragspatronen of interesses 1,2. In 2022 werd wereldwijd bij ongeveer 1 op de 100 kinderen de diagnose ASS gesteld3. Volgens de Centers for Disease Control and Prevention (CDC, VS) is de prevalentie van ASS sinds 2008 met 30% toegenomen en sinds 2000 meer dan 2-voudig 4,5. Personen met ASS kunnen ook comorbiditeiten vertonen, zoals een verstandelijke beperking (ID) (35,2%, IQ ≤ 70), aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD) (50%-70%) en andere genetische syndromen 2,4,6.
Het gebruik van diermodellen in ASS-onderzoek, met name knaagdieren, heeft belangrijke inzichten opgeleverd in de impact van verschillende omgevingsfactoren, waaronder voeding, medicijnen, lichaamsbeweging en verrijking 7,8,9,10, evenals genetische mutaties zoals Shank, Fmr1, Mecp2, Pten en Tsc-mutant 11,12,13 , over ASS-symptomen. Muismodellen worden vaak gebruikt om ASS te onderzoeken vanwege hun sociale aard en gedeelde genetische, biochemische en elektrofysiologische kenmerken met mensen. Door bijvoorbeeld deletie van een specifiek gen (zoals Shank3, Fmr1, Cntnap2 en Pten) kan afwijkend sociaal en repetitief gedrag worden gerecapituleerd, wat een sterke validiteit van de studie oplevert 14,15,16. Hier bieden we protocollen voor het bestuderen van parallellen tussen diergenetische modellen en menselijke ASS-symptomen17. We beschrijven de zelfverzorgings- en driekamertest voor sociale interactie, die twee kernsymptomen bij ASS-patiënten weerspiegelen, namelijk respectievelijk beperkte, repetitieve gedragspatronen en sociale interactiestoornissen (communicatie).
Op basis van de DSM-V (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders of the American Psychiatric Association 5th Edition) en ICD-11 (International Classification of Diseases 11th Revision), vertonen ASS-patiënten beperkte, repetitieve en stereotiepe gedragspatronen, in het bijzonder niet-functioneel lichaamsgericht repetitief gedrag (BFRB's), zoals schommelen, stimming, nagelbijten, haren trekken, huidplukken of teenwandelen18, 19. okt. Bij dieren manifesteert repetitief gedrag zich door langdurige en repetitieve zelfverzorging. Vlooien is een van de meest voorkomende aangeboren activiteiten bij knaagdieren, waarbij ongeveer 40% van hun waaktijd wordt besteed aan vlooien20,21. Het is instinctief voor muizen om hun huid of vacht te likken om vreemd vuil van het lichaamsoppervlak te verwijderen, wat dient om het lichaam schoon te houden, letsel te voorkomen, parasieten te verwijderen en de temperatuur te reguleren. Verzorging is onderverdeeld in twee soorten: sociale verzorging (allo-verzorging), waarbij verzorging door een andere muis betrokken is, en zelfverzorging. Zelfverzorging vertoont een stereotiep en geconserveerd sequentiepatroon dat bestaat uit vier fasen (meestal discreet en niet-sequentieel)22,23. In fase I (elliptische slag) beginnen muizen met vlooien door eerst aan beide poten te likken en vervolgens met hun poten rond de neus te vlooien. In stadium II (eenzijdige beroerte) gebruiken muizen hun poten om hun gezicht asymmetrisch af te vegen. In fase III (bilaterale beroerte) vegen muizen symmetrisch hun hoofd en oren af. In fase IV (Lichaamslikken) gaan muizen over op lichaamslikken door hun hoofd naar achteren te bewegen en kunnen ze de verzorging uitbreiden naar de staart en geslachtsorganen. Wanneer muizen individueel in een doorzichtige kooi worden geplaatst, kan zelfverzorgingsgedrag gemakkelijk worden herkend en geobserveerd. Muizen verhogen het zelfverzorgingsgedrag wanneer ze worden geconfronteerd met stress, pijn of sociale ontwrichting, waardoor de zelfverzorgingstest cruciaal is bij het onderzoeken van neurologische aandoeningen22. Verschillende muismodellen van ASS, waaronder die met genetische mutaties (zoals Fmr1−/y, Shank3B-/-, NL1−/-), farmacologische interventies (zoals DO34, PolyI:C) en specifieke inteeltstammen (zoals BTBR en C58/J), hebben overmatig repetitief zelfverzorgingsgedrag aangetoond 24,25,26,27.
Veranderingen in sociaal gedrag dienen als een van de criteria voor het beoordelen van ASS. Volgens de DSM-V en de ICD-11 vertonen ASS-patiënten aanhoudende beperkingen op het gebied van sociale communicatie en sociale interactie1 8,19. Deze kunnen zich manifesteren in verbale en non-verbale communicatiestoornissen (d.w.z. abnormaal oogcontact, gebaren en gezichtsuitdrukking), gebrek aan het delen van interesse en emoties met anderen, onbewust zijn van sociale contextuele signalen of problemen met het ontwikkelen van relaties. In lijn met de symptomen van sociale beperkingen zijn verschillende gedragstaken ontworpen en geoptimaliseerd om sociale interacties bij muizen te beoordelen, zoals de directe sociale interactietest, de sociale benadering met drie kamers en de voorkeur voor sociale nieuwigheidstest en analyse van ultrasone vocalisaties (USV's)16,28. De sociale interactietest met drie kamers is een veelgebruikt experiment voor het evalueren van ASS-gerelateerd gedrag 17,29,30,31. Het apparaat bestaat uit drie met elkaar verbonden kamers; De linker- en rechterkamer bevatten een draadkooi die leeg kan zijn of door een muis kan worden bezet, waardoor de testmuis vrij met beide kooien kan communiceren. Twee metingen helpen bij het beoordelen van verschillende aspecten van sociaal gedrag in de testmuis tijdens het driekamerexperiment. Eerst wordt de testmuis gescoord voor de tijd die wordt besteed aan interactie met de lege kooi (nieuw object) versus een kooi die een nieuwe muis bevat. Dit deel van de taak geeft inzicht in de gezelligheid van de muis. Vervolgens wordt een onbekende muis in de voorheen lege draadkooi geplaatst. Het tijdsverschil in interactie van de testmuis tussen de onbekende en bekende muis meet de voorkeur voor sociale nieuwigheid. In dit deel van de taak geeft een controlemuis de voorkeur aan interactie met een onbekende in plaats van met de eerder aangetroffen muis, die al aanwezig was in het sociale gedeelte van de test. Tekorten in sociale interactie en verminderde motivatie om met nieuwe muizen om te gaan, worden over het algemeen gevonden in het muismodel van ASS. De driekamertest heeft zich sinds zijn uitvinding robuust bewezen. Het is gebruikt om sociale fenotypes te bestuderen in verschillende muismodellen van ASS, waaronder Fmr1-/-, Shank3B-/-, Cntnap2-/-, en de BTBR-inteeltstam32,33,34,35,36.
De twee tests maken gebruik van natuurlijk voorkomend, spontaan gedrag van muizen als verdienstelijke hulpmiddelen voor het bestuderen van ASS-achtig gedrag. Omdat ze als low-stress-tests worden beschouwd, is het haalbaar om beide tests binnen dezelfde groep muizen uit te voeren om ASS-achtig gedrag te meten, waarbij eerst de zelfverzorgingstest wordt uitgevoerd en de driekamertest voor sociale interactie op de volgende dagen. De protocollen die we aanbieden, vormen een essentieel hulpmiddel voor de beoordeling van ASS-achtig gedrag en de ontwikkeling van nieuwe therapieën 29,30,31. Uiteindelijk zouden ze bijdragen aan het verbeteren van de resultaten voor personen met ASS.