Onlangs werd een methode voorgesteld om constipatie bij Drosophila melanogaster te meten. Met de toepassing van deze methode werd constipatie of veranderde darmmotiliteit waargenomen bij vliegen die wildtype alfa-synucleïne7 tot expressie brachten. Deze methode werd gevalideerd met verschillende wijzigingen en constipatie in alle geteste genetische PD-modellen werd geïdentificeerd.
Ten opzichte van de oorspronkelijke beschrijving van de methode zijn verschillende wijzigingen doorgevoerd om de haalbaarheid en robuustheid te vergroten. Om veranderingen in de verzadiging van de blauwe medium te voorkomen, werd een batch blauwe medium bereid en verdeeld over het vereiste aantal voedselflesjes. Bovendien werden ze, voordat ze de vliegen aan het blauwe medium toevoegden, korte tijd verstoken van voedsel en hadden ze alleen toegang tot water. Deze stap is toegevoegd om de opname van het blauwe medium te stimuleren. Zonder deze extra stap vertoonden niet alle vliegen een helderblauwe buik, een cruciaal uitgangspunt voor het verkrijgen van representatieve resultaten. Ten slotte vertonen verschillende PD-vliegmodellen een niveau van knalgevoeligheid 13,14,20. Daarom werden de vliegen tijdens elke telstap niet overgebracht om elke invloed van deze gevoeligheid op de fecale output te voorkomen. Er werden echter verschillend gekleurde markeringen gebruikt om de vlekken aan te geven om dubbeltelling te voorkomen.
Net als in de oorspronkelijke beschrijving werd ook waargenomen dat vliegen 's middags minder vaak poepen. Desalniettemin, aangezien dit het geval is voor zowel controlevliegen als mutante vliegen, leidde dit niet tot afwijkingen in de registratie van de vlekken. Bovendien is het hebben van voldoende fecale vlekken om op elk tijdstip te tellen de sleutel tot het verkrijgen van robuuste resultaten. Daarom wordt een minimum van vijftien vliegen per injectieflacon aanbevolen7.
In het originele manuscript werd constipatie waargenomen bij vliegen van 10 dagen oud, maar niet bij vliegen van 1 dag oud. In deze test werd de constipatietest dus uitgevoerd bij vliegen van tien dagen oud, en constipatie of veranderde darmmotiliteit werd waargenomen in alle geteste PD-vliegmodellen. Eerdere voortbewegingsstudies toonden aan dat constipatie voorafgaat aan motorische disfunctie bij vliegen die alfa-synucleïne tot expressie brengen, waarbij vliegstoornissen pas duidelijk worden op de leeftijd van drie weken van16 jaar. Deze temporele opeenvolging van symptomen weerspiegelt de progressie die wordt waargenomen bij PD-patiënten, waarbij gastro-intestinale problemen zich vaak manifesteren vóór motorische stoornissen. In tegenstelling tot alfa-synucleïnemodellen vertonen roze1- of parkine-mutante vliegen al op de eerste dag na eclosie21 stoornissen. Daarom zou het onderzoeken of darmtransitdefecten zich op dit vroege tijdstip manifesteren, waardevolle inzichten opleveren in de progressie van niet-motorische symptomen in deze genetische modellen. Daarom moeten er meer diepgaande experimenten worden uitgevoerd om de onderliggende biologie verder te begrijpen.
De hier beschreven test vergemakkelijkt een kwantitatieve beoordeling van gastro-intestinale motiliteit en constipatiefenotypes, maar kan geen parameters zoals fecale consistentie, inhoud, kleur of morfologie evalueren. Eerder werd de fecale output gemeten, waarbij kleur en morfologie werden geëvalueerd met behulp van gevestigde methodologieën in Drosophila-modellen 22,23,24. Deze test vereist echter gespecialiseerde apparatuur (bijv. transparantiescanners) en speciale analytische software, waardoor verschillende technische en resource-overwegingen worden geïntroduceerd in vergelijking met het hier beschreven protocol. Desalniettemin toont deze test gastro-intestinale defecten bij vliegen met een tekort aan Pink122,23.
Gastro-intestinale disfuncties worden erkend als comorbide manifestaties bij meerdere neurologische en neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder autismespectrumstoornis, de ziekte van Alzheimer en multiple sclerose 25,26,27,28, waarvoor Drosophila melanogaster dient als een handelbaar modelorganisme om de mechanistische onderbouwing te onderzoeken. Het methodologische kader dat is vastgesteld voor het bestuderen van darmmotiliteit en constipatie bij Drosophila kan worden geëxtrapoleerd naar deze ziekten.
Concluderend bevestigde deze studie een haalbare en robuuste methode die eerder werd gepresenteerd om constipatie bij vliegen te meten. Deze test toont aan dat constipatie aanwezig is in meerdere genetische Drosophila PD-modellen die bijzonder geschikt zijn om constipatie te bestuderen, omdat ze de mogelijkheid bieden om genetisch gedefinieerde risicovliegen te bestuderen voordat de manifestatie van motorische kenmerken verschijnt. Bovendien kunnen andere ziektemodellen in Drosophila die onregelmatigheden in de darmmotiliteit vertonen, hiermee worden beoordeeld, evenals screening van geneesmiddelen.