Comportement social des souris, Apprentissage automatique non supervisé, Modèles de souris, Troubles neuropsychiatriques, Classification comportementale automatisée, Troubles du spectre autistique

Les troubles du spectre autistique sont des troubles du développement neurologique affectant plus de 1% de la population mondiale. Parmi ceux-ci, plus de 1% des personnes avec autisme et retard mental portent une mutation du gène codant pour la protéine d'échafaudage postsynaptique Shank3. Des modèles murins de ces troubles ont été étudiés via une mutation par inactivation (KO) du gène homologue. Des affections comportementales ont été observées chez des animaux KO homozygotes, mais peu d'effets ont été rapportés sur les individus hétérozygotes, dans des souches largement utilisées comme C57BL/6J. Néanmoins, il est essentiel de comprendre l'impact de l'haploinsuffisance de Shank3, car les patients sont hétérozygotes et la compréhension de ces mécanismes ouvrira la voie à des stratégies pharmaceutiques visant une augmentation de l'expression de Shank3. Dans cette optique, nous avons d'abord analysé le comportement de 12 souches de souris issues du Collaborative Cross, un panel d'une centaine de souches consanguines issues du croisement contrôlé de huit souches fondatrices. Cette première étape a permis de saisir une partie de la diversité comportementale présente chez les souris et de sélectionner des fonds génétiques d'intérêt pour leurs capacités sociales ou leurs niveaux d'activité. Dans un deuxième temps, nous avons généré des souris mutantes hétérozygotes Shank3 sur fonds génétiques mixtes en croisant des souris C57BL/6J.Shank3+/- avec les souches CC sélectionnées. Nous avons analysé leur comportement par rapport à celui de leurs congénères non-mutants. Nous avons utilisé Live Mouse Tracker, un système de suivi de souris en groupe sociaux, pour enregistrer et étudier le comportement solitaire et social de ces souris. Nous avons développé un nouvel algorithme de classification de comportements non supervisé appelé SUCCUBE, afin de découvrir de nouvelles catégories d'événements comportementaux et d'étendre notre investigation des affections comportementales potentielles. Basé sur une analyse en composantes indépendantes suivie d'un partitionnement basé sur un modèle de mélange de gaussiennes, ce classificateur non supervisé est notamment le premier à permettre la cooccurrence d'événements comportementaux différents sur un même point de temps. Nous compilons tout d'abord de larges descriptions du comportement des souches du Collaborative Cross, en termes d'activité locomotrice, d'exploration, de comportement stéréotypé, de thigmotaxie, de néophobie et d'intérêt social. Une telle description peut être bénéfique pour le développement ultérieur d'autres modèles de souris. Nous rapportons enfin la découverte de trois comportements nouvellement découverts, affectés dans leurs proportions de production, par l'haploinsuffisance en Shank3, dans un fond mixte entre mâles C57BL/6j et femelles CC002. Ces mutants hétérozygotes ont passé significativement moins de temps à tourner en accélération, à faire face à un congénère ou orienté dans la même direction qu'un congénère. De telles découvertes ouvrent la voie à des essais pharmaceutiques visant à rétablir le comportement affecté de ces modèles mutants plus près des niveaux de ceux non-mutants. Cela permet également de démontrer le potentiel de la classification comportementale non supervisée pour étudier le comportement de modèles animaux de troubles neurologiques.