Caractéristiques physiopathologiques et neurocomportementales d'un modèle de rat autistique médié par l'acide propionique

Aperçu: G.M.

Le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est induit par des facteurs héréditaires et environnementaux complexes. Cependant, les mécanismes du développement des TSA sont mal compris. Le but de cette étude était d'identifier des indicateurs standard de cette condition en comparant les caractéristiques cliniques, physiopathologiques et neurocomportementales dans un modèle animal de l'autisme. Un total de 22 rats mâles Sprague-Dawley ont été divisés au hasard en groupes témoins traités avec 500 mg / kg d'acide propionique (PPA). Les rats ont été soumis à des tests comportementaux, à des analyses d'expression génique et à des analyses histologiques pour détecter des altérations physiopathologiques et neurocomportementales. L'activité exploratrice et le comportement non agressif ont été significativement réduits chez les rats traités au PPA, tandis qu'un comportement agressif accru lors des interactions adjacentes a été observé au jour 14 après l'administration du PPA. Pour évaluer l'expression des gènes après l'administration de PPA, l'équipe a analysé le tissu de l'hippocampe. La protéine acide fibrillaire gliale a été augmentée dans le groupe traité au PPA au jour 14 après l'apparition de comportements de type TSA par administration de PPA, tandis que l'expression du facteur de transcription 4 liant l'octamère était significativement diminuée dans le groupe traité au PPA. L'évaluation histologique a révélé une réduction significative du diamètre et de l'épaisseur de la couche de cellules granulaires chez les rats traités au PPA comparativement aux rats témoins. 

Les chercheurs concluent que l'administration de PPA induit une organisation anormale des cellules nerveuses, qui peut avoir conduit à des comportements neurologiques de type autistique, y compris un comportement agressif accru, une activité exploratoire réduite et des comportements d'isolement et de passivité.

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PLoS One. 2018 Feb 15;13(2):e0192925. doi: 10.1371/journal.pone.0192925. eCollection 2018.

Pathophysiological and neurobehavioral characteristics of a propionic acid-mediated autism-like rat model

Choi J^1,2,3, Lee S^1,2,3, Won J^1,2,3, Jin Y^1,2,3, Hong Y^1,2,3,4, Hur TY⁵, Kim JH⁶, Lee SR⁷, Hong Y^1,2,3,4.

Author information

1

Department of Rehabilitation Science, Graduate School of Inje University, Gimhae, Korea.

2

Biohealth Products Research Center (BPRC), Inje University, Gimhae, Korea.

3

Ubiquitous Healthcare & Anti-aging Research Center (u-HARC), Inje University, Gimhae, Korea.

4

Department of Physical Therapy, College of Healthcare Medical Science & Engineering, Inje University, Gimhae, Korea.

5

Animal Biotechnology Division, National Institute of Animal Science, Wanju, Korea.

6

Institute of Animal Medicine, College of Veterinary Medicine, Gyeongsang National University, Jinju, Korea.

7

National Primate Research Center (NPRC), Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB), Ochang, Korea.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is induced by complex hereditary and environmental factors. However, the mechanisms of ASD development are poorly understood. The purpose of this study was to identify standard indicators of this condition by comparing clinical, pathophysiological, and neurobehavioral features in an autism-like animal model. A total of 22 male Sprague-Dawley rats were randomly divided into control and 500 mg/kg propionic acid (PPA)-treated groups. Rats were subjected to behavioral tests, gene expression analyses, and histological analyses to detect pathophysiological and neurobehavioral alterations. Exploratory activity and non-aggressive behavior were significantly reduced in PPA-treated rats, whereas enhanced aggressive behavior during adjacent interactions was observed on day 14 after PPA administration. To evaluate gene expression after PPA administration, we analyzed hippocampal tissue using reverse transcription PCR. Glial fibrillary acidic protein was augmented in the PPA-treated group on day 14 after appearance of ASD-like behaviors by PPA administration, whereas octamer-binding transcription factor 4 expression was significantly decreased in the PPA-treated group. Histological evaluation revealed significantly reduced diameter and layer thickness of granule cells in PPA-treated rats compared with control rats. We conclude that PPA administration induced abnormal neural cell organization, which may have led to autism-like neurobehaviors, including increased aggressive behavior, reduced exploratory activity, and isolative and passive behaviors.

PMID:29447237

DOI:10.1371/journal.pone.0192925