نماذج للتقييم السلوكي في نموذج ذبابة الفاكهة لاضطراب طيف التوحد

يشمل اضطراب طيف التوحد (ASD) مجموعة غير متجانسة من الاضطرابات العصبية. ويشمل مجموعة من اضطرابات النمو العصبي المعقدة التي تتميز بعجز متعدد السياقات ومستمر في التواصل الاجتماعي والتفاعل الاجتماعي ووجود أنماط واهتمامات سلوكية وأنشطة مقيدة ومتكررة¹. وفقا لمنظمة الصحة العالمية (WHO) ، يتم تشخيص 1 من كل 100 طفل مصاب بالتوحد في جميع أنحاء العالم بنسبة ذكور إلى إناث تبلغ 4.2². يصبح المرض واضحا في السنة الثانية أو الثالثة من العمر. يظهر أطفال ASD عدم الاهتمام بالمعاملة بالمثل الاجتماعية والعاطفية والتواصل غير اللفظي ومهارات العلاقات. يظهرون سلوكيات متكررة مثل الحركة الحركية النمطية ، واتباع روتين غير مرن وطقوسي ، وتركيز مكثف على الاهتمامات المقيدة. يظهر أطفال ASD درجة عالية من الاستجابة تجاه اللمس والشم والصوت والذوق في حين أن استجابة الألم ودرجة الحرارة منخفضة نسبيا¹. يختلف اختراق هذا الاضطراب أيضا بين المرضى المختلفين الذين يعانون من ASD وبالتالي يزداد التباين.

يعتمد التشخيص السريري الحالي لاضطراب طيف التوحد على التقييم السلوكي للأفراد حيث لا يوجد اختبار جيني مؤكد قائم على العلامات الحيوية أو اختبار جيني شائع يغطي جميع أشكال ASD³. سيكون فك رموز القواعد الجينية والفسيولوجية العصبية مفيدا في استهداف استراتيجيات العلاج. في العقد الماضي ، أدت مجموعة كبيرة من الأبحاث إلى تحديد مئات الجينات التي يتم حذفها أو تحورها أو التي يتم تغيير مستويات تعبيرها في مرضى ASD. تؤكد الأبحاث الجارية على التحقق من صحة مساهمة هذه الجينات المرشحة باستخدام كائنات نموذجية مثل الفأر أو ذبابة الفاكهة ، حيث يتم التخلص من هذه الجينات أو هدمها متبوعة باختبارات للعجز السلوكي الشبيه بالتوحد وتوضيح المسارات الجينية والجزيئية الأساسية التي تسبب الحالات الشاذة. يظهر نموذج الماوس الذي يلخص اختلافات رقم النسخ (CNVs) في مواقع الكروموسومات البشرية 16p11.2 بعض العيوب السلوكية ASD^4،5،6. التعرض قبل الولادة لحمض الفالبرويك المسخي (VPA) هو نموذج فأر آخر يصور سمات تشبه ASD ^7,8 البشري. بالإضافة إلى ذلك ، هناك مجموعة من نماذج الفئران التي تظهر التوحد المرتبط بالمتلازمة الوراثية ، على سبيل المثال ، نماذج متلازمية أحادية الجين ناتجة عن طفرات في Fmr1 و Pten و Mecp2 و Cacna1c ونماذج غير متلازمية أحادية الجين ناتجة عن طفرات في جينات مثل Cntnap2 أو Shank أو Neurexin أو Neuroligin ⁵.

ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة الميلانوجاستر) هي كائن نموذجي بارز آخر لدراسة القواعد الخلوية والجزيئية والجينية لعدد كبير من الاضطرابات البشرية⁹ ، بما في ذلك ASD. تشترك ذبابة الفاكهة والبشر في عمليات بيولوجية محفوظة للغاية على المستويات الجزيئية والخلوية والمشبكية. تم استخدام ذباب الفاكهة بنجاح في دراسات ASD^10،11،12 لتوصيف الجينات المرتبطة ب ASDs وفك دورها الدقيق في تكوين المشابك ، والوظيفة المشبكية واللدونة ، وتجميع الدوائر العصبية ، والنضج. تم العثور على متجانسات الذباب للجينات المرتبطة ب ASD لها أدوار في تنظيم السلوك الاجتماعي و / أو المتكرر^{11،13،14،15،16،17،18،19،20،21}. عملت ذبابة الفاكهة أيضا كنموذج لفحص جينات ASD ومتغيراتها^15،22،23. التحدي الأكبر في أبحاث ASD في الذباب هو أنه ، على عكس نماذج الأمراض الأخرى ، لا يوجد نموذج واحد لذبابة ASD. لفهم تأثير الطفرات أو هدم جين ASD معين ، يحتاج الباحث إلى التحقق مما إذا كانت الأنماط الظاهرية السلوكية تحاكي بشكل كاف أعراض مرضى ASD ، ثم المضي قدما نحو فهم الأسس الجزيئية أو الفسيولوجية للأنماط الظاهرية.

وبالتالي ، فإن اكتشاف الأنماط الظاهرية الشبيهة باضطراب طيف التوحد أمر حيوي لأبحاث ASD في نموذج الذبابة. ظهرت حفنة من التقنيات السلوكية على مر السنين والتي تمكننا من اكتشاف التشوهات مثل العجز في السلوك / التفاعل الاجتماعي ، والتواصل ، والسلوكيات المتكررة ، والاستجابة للمنبهات. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء العديد من التعديلات والترقيات لهذه التقنيات السلوكية في مختبرات مختلفة لتناسب متطلبات محددة مثل الترقية وأتمتة المقايسات والقراءات والقياس الكمي وطرق المقارنة. في مقالة الفيديو هذه ، يتم عرض الإصدارات الأساسية لخمسة نماذج سلوكية ، والتي ، مجتمعة ، يمكن استخدامها للكشف عن النتائج السلوكية الشبيهة باضطراب طيف التوحد بأسهل طريقة.

العدوان هو سلوك فطري محفوظ تطوريا يؤثر على البقاء والتكاثر²⁴. يتأثر السلوك العدواني تجاه المحددات ب “الدافع للتنشئة الاجتماعية”^25,26 وكذلك “التواصل”²⁷ ، وكلاهما يتعرض للخطر لدى الأفراد المتأثرين بالتوحد. يتم وصف السلوك العدواني بشكل جيد في ذبابة الفاكهة وقابليته للقياس الكمي من خلال مقايسة العدوان القوية^28،29،30 والأساس الجيني والبيولوجي العصبي المفهوم جيدا³¹ يجعله نموذجا سلوكيا مناسبا³² لتقييم النمط الظاهري ASD في نموذج الذبابة. يتأثر العدوان بالعزلة الاجتماعية بعيدا عن البيئة الاجتماعية ، مما يؤدي إلى العدوان المعزز. وقد لوحظ الشيء نفسه عندما يتم إيواء ذكور الذباب في عزلة لبضعة أيام^33,34. اختبار سلوكي آخر يحدد كمية التواصل الاجتماعي في الذباب هو فحص الفضاء الاجتماعي³⁵ ، والذي يقيس المسافات بين أقرب الجيران ومسافات الطيران البيني في مجموعة صغيرة من الذباب ، مما يجعله مناسبا تماما لاختبار أدوار تقويم الجينات ASD في الذباب^{12،21،36،37} وكذلك نماذج ذبابة ASD المستحثة بيئيا^{38 ، 39}.

مقايسة مغازلة ذبابة الفاكهة هي نموذج سلوكي آخر يستخدم بشكل متكرر لفحص التغيير في المهارات الاجتماعية والتواصلية عند التلاعب بالدائرة أو الجينات ، بما في ذلك الجينات المرتبطة بالتوحد^{18،19،21،40}. تنتشر أنماط السلوك المتكررة في مرضى ASD ، والتي يتم تلخيصها في الذباب عن طريق سلوك الاستمالة – سلسلة من الإجراءات النمطية المتميزة التي يتم إجراؤها للتنظيف وأغراض أخرى. تم استخدامه بنجاح لفحص تأثير طفرات جين ASD في الذباب^21,41 وكذلك التعرض للمواد الكيميائية^38,39. تم وصف التطورات المتعددة والأتمتة في الفحص قبل^{16،41،42،43} ؛ هنا ، نعرض نمط الفحص الأساسي ، والذي يسهل اعتماده وتحديده.

من المعروف أن ASD يؤثر على القدرة على التعود والتعلم والذاكرة لدى بعض المرضى^{44،45،46،47،48،49،50} ، الكائنات الحية النموذجية ASD^51،52 ويسبب أيضا عجزا في السلوكيات الشمية المختلفة⁵⁰. تم استخدام تعود القفز الخفيف من ذبابة الفاكهة سابقا للكشف عن جينات ASD²³. يمكن فحص التعود بطريقة بسيطة لمقايسة التعود الشمي^53،54،55. نصف طريقة الحث على التعود الشمي وفحص النتيجة باستخدام مقايسة اختيار الرائحة الثنائية الكلاسيكية القائمة على متاهة^{Y 56} والتي يمكن استخدامها للكشف عن العيوب في التعود في طفرة جين ASD أو حالة ضربة قاضية للجينات. لتقييم ما إذا كان تأثير طفرة (أو ضربة قاضية جينية) أو علاج دوائي على سلوك ذبابة يرقى إلى النمط الظاهري الشبيه باضطراب طيف التوحد ، يمكن للمرء استخدام مزيج من هذه المقايسات 5 الموصوفة هنا.