Investigating tactile sensitivity and somatosensory processing in a mouse model of ASD

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, Margarida Cunha Vieira Falcão
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/82604
Resumo: Dissertação de mestrado em Ciências da Saúde
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spelling Investigating tactile sensitivity and somatosensory processing in a mouse model of ASDInvestigação da sensibilidade tátil e do processamento somatosensorial num modelo de murganho para PEAPerturbações do espectro do autismoCórtex somatosensorialProcessamento sensorialSensibilidade tátilEletrofisiologiaAutism spectrum disordersSomatosensory cortexSensory processingTactile sensitivityElectrophysiologyCiências Médicas::Ciências da SaúdeDissertação de mestrado em Ciências da SaúdeA perturbação do espetro do autismo (PEA) é uma perturbação do desenvolvimento neurológico associada a défices de comunicação social, comportamentos repetitivos, e respostas sensoriais atípicas. Cerca de 90% dos pacientes com PEA têm experiências sensoriais atípicas, sendo as respostas anormais à estimulação tátil frequentemente relatadas. Estudos centrados na compreensão das bases neurológicas da disfunção tátil em PEA, especialmente aqueles com modelos animais, têm recebido menos atenção na ciência. Assim, nesta dissertação, foi utilizada uma combinação de abordagens comportamentais, histológicas e eletrofisiológicas para investigar a sensibilidade tátil e as respostas neuronais à estimulação da pele glabra em murganhos Shank3 KO. Os resultados mostraram que murganhos Shank3 KO apresentaram um aumento da reação aversiva a superfícies texturizadas num novo teste comportamental desenvolvido nesta dissertação, o teste de aversão a nova textura (ANT). Os registos eletrofisiológicos da atividade espontânea na região de membros posteriores do córtex somatosensorial primário (S1HL) dos murganhos Shank3 KO revelaram taxas de disparo neuronal aumentadas, especialmente na camada cortical 4. Para estudar as respostas neuronais evocadas no S1HL à estimulação tátil da pele glabra, foi desenvolvido um sistema automatizado de estimulação das patas. Isto permitiu a análise da atividade evocada de múltiplas unidades (MUA) e de neurónios individuais (SUA) no S1HL, que revelou um aumento das respostas nas camadas corticais 4 e 5 após a estimulação tátil, e uma recuperação mais rápida para a atividade basal em ratos Shank3 KO, quando comparados com os ratos WT. A análise da densidade de interneurónios de parvalbumina (PV+) no S1HL não foi diferente entre os murganhos Shank3 KO e WT, reforçando uma possível disfunção em todo o circuito cortical nos murganhos com PEA. A compreensão da base neurobiológica por detrás do processamento tátil atípico na PEA abre um caminho para compreender melhor esta disfunção e como sintomas específicos podem afetar os pacientes de forma diferente. Além disso, representa uma oportunidade para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas eficazes.Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder associated with social communication deficits, repetitive behaviors, and atypical sensory responses. Around 90% of the patients diagnosed with ASD experience atypical sensory experiences, with abnormal responses to tactile stimulation being frequently reported. However, studies focusing on understanding the neurobiological bases of tactile dysfunction in ASD, especially those with animal models of ASD, have received far less attention in the scientific community. Thus, in this dissertation, a combination of behavioral, histological, and electrophysiological approaches was employed to investigate tactile sensitivity and neuronal responses to glabrous skin tactile stimulation in Shank3 KO mice. Results showed that Shank3 KO mice exhibited increased aversive reaction to specific textured surfaces in a novel behavioral test developed in this dissertation called novel texture aversion (NTA) test. Electrophysiological recordings of spontaneous activity in the hindlimb region of the primary somatosensory cortex (S1HL) of Shank3 KO mice revealed increased firing rates, especially in cortical layer 4, when compared to WT mice. To study evoked neuronal responses in the S1HL to hindpaw glabrous skin tactile stimulation, an automated paw stimulator system was developed. This allowed analysis of evoked multi-unit activity (MUA) and single-unit activity (SUA) in the S1HL which revealed increased responses in cortical layers 4 and 5 following tactile stimulation, and a faster recovery to baseline activity in Shank 3 KO mice, when compared to WT mice. Additionally, analysis of parvalbumin (PV+ ) interneurons density in the S1HL was not different between Shank3 KO and WT mice, re-enforcing a possible circuit-wide cortical dysfunction in the ASD mice. Understanding the neurobiological basis behind atypical tactile processing in ASD opens a way to better understand this disorder and how specific symptoms may affect patients differently. Moreover, it represents an opportunity for the development of novel effective therapeutic strategies.The work included in this dissertation was performed in the Life and Health Sciences Research Institute (ICVS), University of Minho. Financial support was provided by FCT project PTDC/MED-NEU/28073/2017 (POCI-01-307 0145-FEDER-028073); "la Caixa" Banking Foundation under grant agreement LCF/PR/HR21-00410; ICVS Scientific Microscopy Platform, member of the national infrastructure PPBI - Portuguese Platform of Bioimaging (PPBI-POCI-01- 0145-FEDER-022122); and national funds through FCT —projects UIDB/50026/2020 and UIDP/50026/2020.Jacinto, LuisMonteiro, PatriciaUniversidade do MinhoCarvalho, Margarida Cunha Vieira Falcão2022-12-022022-12-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/82604eng203131770info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-03T01:19:50Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/82604Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:18:24.160807Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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