Luận án nghiên cứu xây dựng mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ bằng natri valproat và tác dụng cải thiện hành vi của môi trường phong phú trên chuột nhắt trắng

Do đ valproat là một chất được dùng gây mô hình bệnh tự kỷ trên động vật thực nghiệm để tìm hiểu cơ chế của những thay đổi sinh học liên quan đến rối loạn phổ tự kỷ cũng như đánh giá hiệ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Khái niệm và sơ lược lịch sử nghiên cứu bệnh tự kỷ 3

1.2 Tiêu chuẩn chẩn đoán bệnh tự kỷ 4

1.3 Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh 6

1.3.1 Yếu tố di truyền 7

1.3.2 Yếu tố môi trường 7

1.3.3 Sự tương tác giữa yếu tố di truyền và yếu tố môi trường 9

1.3.4 Thay đổi sinh học thần kinh 9

1.3.5 Các thuyết khác 12

1.4 Các phương pháp gây mô hình bệnh tự kỷ 13

1.4.1 Mô hình gây tổn thương não 14

1.4.2 Mô hình di truyền bệnh tự kỷ 16

1.4.3 Mô hình các yếu tố môi trường trong bệnh tự kỷ 19

1.5 Các bài tập đánh giá hành vi động vật gây mô hình bệnh tự kỷ 25 1.5.1 Bài tập đánh giá tương tác xã hội 25

1.5.2 Bài tập đánh giá sự giao tiếp, thông tin liên lạc 26

1.5.3 Bài tập đánh giá hành vi lặp lại 28

1.5.4 Bài tập đánh giá các triệu chứng liên quan 29

1.6 Phương pháp điều trị bệnh tự kỷ 30

1.6.1 Nguyên tắc điều trị 30

1.6.2 Can thiệp về hành vi 30

1.6.3 Trị liệu ngôn ngữ 31

1.6.4 Thuốc điều trị tự kỷ 31

1.7 Tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi động vật gây mô hình bệnh tự kỷ 31

1.8 Nghiên cứu về bệnh tự kỷ tại Việt Nam 33

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Đối tượng nghiên cứu 35

2.2 Phương pháp nghiên cứu 36

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu 36

2.2.2 Phương tiện và hóa chất 36

2.2.3 Quy trình nghiên cứu 41

2.2.4 Xử lý số liệu 46

2.2.5 Địa điểm nghiên cứu 47

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 49

3.1 Xây dựng mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ trên chuột nhắt trắng chủng Swiss bằng tiêm natri valproat trước sinh 49

3.1.1 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh n sự phát triển phối hợp vận động, thăng bằng trong bài tập trên mặt phẳng nghiêng 49

3.1.2 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên giao tiếp bằng phát âm siêu âm 50

3.1.3 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hoạt động vận động há phá trong môi trường mở 58

3.1.4 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hoạt động tương tác xã hội trong mê lộ ba buồng 60

3.1.5 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hành vi liên quan đến lo lắng trong bài tập mê lộ chữ thập 63

3.1.6 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên khả năng phối hợp vận động, thăng bằng trong bài tập trên rotarod 64 3.1.7 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên khả năng học tập và trí nhớ không gian trong mê lộ nước 66

3.2 Tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi trên chuột nhắt

đã gây mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ 68

3.2.1 Ảnh hưởng của natri valproat liều 500 mg/kg cân nặng lên hành vi trên chuột nhắt trước khi nuôi trong môi trường phong phú 68 3.2.2 Tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi trên chuột nhắt được gây mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ bằng phơi nhiễm natri valproat trước sinh liều 500 mg/kg cân nặng 77

Chương 4 BÀN LUẬN 90 4.1 Xây dựng mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ trên chuột nhắt trắng

chủng Swiss bằng tiêm natri valproat trước sinh 90

4.1.1 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh n sự phát triển phối hợp vận động, thăng bằng trong bài tập mặt phẳng nghiêng 91 4.1.2 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên khả năng giao tiếp bằng phát âm siêu âm 93 4.1.3 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hoạt động vận động há phá trong môi trường mở 97 4.1.4 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hoạt động tương tác xã hội trong bài tập mê lộ ba buồng 100 4.1.5 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên hành vi liên quan đến lo lắng trong bài tập mê lộ chữ thập 102 4.1.6 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên khả năng phối hợp vận động, thăng bằng trong bài tập rotarod 103 4.1.7 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh lên khả năng học tập, trí nhớ không gian trong mê lộ nước 104

4.2 Tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi trên chuột nhắt

được gây mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ bằng natri valproat liều

500mg/kg cân nặng 111

4.2.1 Ảnh hưởng của phơi nhiễm natri valproat trước sinh liều 500 mg/kg cân nặng lên hành vi trên chuột nhắt trước khi nuôi môi trường phong phú 112

4.2.2 Tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi trên chuột nhắt được gây mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ bằng natri valproat liều 500mg/kg cân nặng 114

KẾT LUẬN 123 KIẾN NGHỊ 125

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

PHỤ LỤC 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu trong đề tài luận án là một phần số liệu trong

đề tài nghiên cứu có tên: “Hợp tác nghiên cứu thay đổi hành vi, di truyền và

yếu tố nguy cơ trong bệnh tự kỷ” Kết quả đề tài này là thành quả nghiên cứu

của tập thể mà tôi là một thành viên chính Tôi đã được chủ nhiệm đề tài và toàn bộ các thành viên trong nhóm nghiên cứu đồng ý cho phép sử dụng đề tài này vào trong luận án để bảo vệ cho học vị tiến sĩ Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và đã được nhóm nghiên cứu công bố một phần trong các bài báo, công trình liên quan đến luận án Luận án chưa từng được công bố

Tác giả

Đào Thu Hồng

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án, tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám đốc, Phòng Sau đại học, Hệ Sau đại học, Bộ môn Sinh lý học - Học viện Quân y đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Bộ môn Sinh lý học - Trường Đại học Y Dược Hải Phòng đã tạo điều kiện về vật chất, tinh thần cho tôi được tham gia học tập, nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Hải Anh, PGS TS Cấn Văn Mão đã truyền đạt cho tôi định hướng, tư duy khoa học, những kinh nghiệm quý báu, giúp tôi tháo gỡ các vướng mắc trong quá trình làm nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Lê Chiến, người đã trực tiếp theo sát, giúp đỡ tôi thực hiện nghiên cứu, xử lý số liệu và đ ng g p các kiến qu áu giúp tôi hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn các đ ng g p qu áu của các thầy trong Hội đồng chấm luận án giúp tôi hoàn thiện luận án tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh, chị, các bạn, các em trong nhóm nghiên cứu đề tài đã giúp tôi hoàn thành luận án Cảm ơn ạn è, đồng nghiệp, gia đình, chồng và hai con đã tạo mọi điều kiện về vật chất, tinh thần,

cổ vũ và động viên cho tôi trong suốt thời gian dài học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả

Đào Thu Hồng

DANH MỤC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

STT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ

Phân tích hành vi ứng dụng

Rối loạn phổ tự kỷ

Thụ thể arginin vasopressin

Yếu tố phát triển thần kinh nguồn gốc từ não

Thang chẩn đoán tự kỷ tuổi ấu thơ

Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa ệnh tật

Hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gãy

Thang đánh giá tự kỷ Gilliam

Bảng phân loại bệnh tật quốc tế

Điện thế hưng phấn kéo dài

Bảng kiểm sàng lọc tự kỷ ở trẻ nhỏ có sửa đổi

Phân tích hành vi ngôn ngữ nói

chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 6–8 ngày tuổi 49 3.2 Tỷ lệ % phát âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 51 3.3 Hoạt động của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA

trước sinh trong môi trường mở 59 3.4 Số lần và thời gian vào các buồng trong mê lộ ba buồng phiên 1

ở chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 60 3.5 Số lần và thời gian vào các vùng giao tiếp trong mê lộ ba buồng

phiên 1 ở chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 61 3.6 Số lần và thời gian vào các buồng trong mê lộ ba buồng phiên 2

ở chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 62 3.7 Số lần và thời gian vào các vùng giao tiếp trong mê lộ ba buồng

phiên 2 ở chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 63 3.8 Hoạt động trong mê lộ chữ thập ở chuột nhóm chứng và các nhóm

phơi nhiễm VPA trước sinh 64 3.9 Tỷ lệ % số lần hoàn thành bài tập trên rotarod ở chuột nhóm

chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 65 3.10 Tỷ lệ % số lần tìm được bến đỗ ở nhóm chứng và các nh m phơi

nhiễm VPA trước sinh qua 6 ngày tập trong mê lộ nước 66 3.11 Tỷ lệ % số lần hoàn thành bài tập trên mặt phẳng nghiêng ở chuột

nhóm chứng và nhóm mô hình VPA500 6–8 ngày tuổi 69

3.12 Tỷ lệ % phát âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình

VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 70 3.13 Hoạt động trong môi trường mở của chuột các nhóm chứng và mô

hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP 78 3.14 Số lần và thời gian vào các buồng trong mê lộ ba buồng phiên 1

của chuột các nhóm chứng và mô hình VPA500 nuôi trong MTC

và MTPP 80 3.15 Số lần và thời gian vào các vùng giao tiếp mê lộ ba buồng phiên 1

của chuột các nhóm chứng và mô hình VPA500 nuôi trong MTC

và MTPP 81 3.16 Số lần và thời gian vào các buồng trong mê lộ ba buồng phiên 2

của chuột các nhóm chứng và mô hình VPA500 nuôi trong MTC

và MTPP 82 3.17 Số lần và thời gian vào các vùng giao tiếp mê lộ ba buồng phiên 2

của chuột các nhóm chứng và mô hình VPA500 nuôi trong MTC

và MTPP 83 3.18 Hoạt động trong mê lộ chữ thập của chuột các nhóm chứng và mô

hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP 84 3.19 Tỷ lệ % số lần hoàn thành bài tập trên rotarod ở chuột các nhóm

chứng và mô hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP 85 3.20 Tỷ lệ % số lần tìm được bến đỗ ở các nhóm chuột chứng và mô

hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP qua 6 ngày tập trong

mê lộ nước 87 4.1 Đối chiếu triệu chứng trên bệnh nhân tự kỷ và biểu hiện hành vi

trên động vật gây mô hình bệnh tự kỷ 106

4.2 Ảnh hưởng của phơi nhiễm với natri valproat trong thai kỳ lên

hành vi trên chuột nhắt trắng chủng Swiss 108

P 2.1 Cân nặng chuột theo nh m, ngày tuổi của chuột nhóm chứng và

các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh

P 2.2 Cân nặng chuột theo nh m, ngày tuổi của chuột các nhóm chứng

và mô hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Cấu trúc phân tử của axít valproic (A) và natri valproat (B) 21

1.2 Mê lộ a uồng đánh giá tương tác xã hội 26

1.3 Ghi âm với một mi-crô được treo trên nắp hộp, dưới có chuột con 28

1.4 Môi trường phong phú với các đồ chơi được bố trí bên trong 33

2.1 Chuột nhắt trắng chủng Swiss (A) và chuột mẹ với các chuột con chủng này (B) 35

2.2 Lọ thành phẩm natri valproat (A) và natri clorid 0,9% (B) 36

2.3 Lồng nuôi môi trường chuẩn (A) và môi trường phong phú (B) 37

2.4 Buồng thực nghiệm nơi tiến hành các bài tập đánh giá hành vi 37

2.5 Thiết bị mặt phẳng nghiêng đặt ở góc nghiêng 250 38

2.6 Bộ dò âm siêu âm D230 (A) và hộp ghi âm siêu âm (B) bằng xốp có khay thủy tinh đặt chuột con (mũi tên đen) 38

2.7 Giao diện phần mềm Raven Pro 1.5 với các đồ thị ghi phát âm 39

2.8 Môi trường mở (A) và mê lộ chữ thập (B) có chuột ở trong 39

2.9 Mê lộ ba buồng với vị trí các lồng nhỏ (hình vuông trong) và vùng giao tiếp (hình vuông ngoài) ở buồng bên 1 và 2 40

2.10 Thiết bị rotarod có ba chuột trên trục quay (mũi tên đen) (A) và mê lộ nước có chuột ơi (mũi tên trắng) và bến đỗ (vòng tròn nhỏ) (B) 40

2.11 Giao diện hệ thống ghi và phân tích hành vi Any-maze 41

2.12 Sơ đồ thiết kế nghiên cứu gây mô hình bệnh tự kỷ bằng phơi nhiễm VPA trước sinh và đánh giá tác dụng lên hành vi của MTPP 48

3.1 Thời gian hoàn thành quay 1800 ở chuột nhóm chứng và các nhóm phơi nhiễm VPA trước sinh 6–8 ngày tuổi 50

3.2 Số lần phát âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 52

3.3 Thời gian cuộc gọi của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 52

3.4 Entropy âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễmVPA

trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 53 3.5 Tần số âm đỉnh của chuột nhóm chứng và các nh m phơi

nhiễmVPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 53 3.6 Năng lượng âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 54

3 7 Số lần phát âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 55 3.8 Thời gian cuộc gọi của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 55 3.9 Entropy âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA

trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 56 3.10 Tần số âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm VPA

trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 57 3.11 Năng lượng âm của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 58 3.12 Thời gian duy trì vận động trên trục quay ở chuột nhóm chứng và

các nh m phơi nhiễm VPA trước sinh 65 3.13 Quãng đường (A) và thời gian tìm bến đỗ (B) ở chuột nhóm chứng

nước 66 3.14 Vận tốc ơi để tìm bến đỗ của chuột nhóm chứng và các nhóm

phơi nhiễm VPA trước sinh ở 6 ngày tập đầu trong mê lộ nước 68

3.15 Thời gian ơi của chuột nhóm chứng và các nh m phơi nhiễm

VPA trước sinh ở g c trước có bến đỗ ngày tập 7 trong mê lộ nước 68

hình VPA500 6–8 ngày tuổi 69 3.17 Số lần phát âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình

VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 71 3.18 Thời gian trung bình cuộc gọi của chuột nhóm chứng và nhóm gây

mô hình VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 72 3.19 Entropy âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình VPA500

3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 72

3.20 Tần số âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình VPA500

3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 73 3.21 Năng lượng âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình

VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số trên 35 kHz 73 3.22 Số lần phát âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình

VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 74 3.23 Thời gian trung bình cuộc gọi của chuột nhóm chứng và nhóm gây

mô hình VPA500 3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 75 3.24 Entropy âm của chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình VPA500

3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 75 3.25 Tần số âm chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình VPA500 3–

10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 76 3.26 Năng lượng âm chuột nhóm chứng và nhóm gây mô hình VPA500

3–10 ngày tuổi ở dải tần số dưới 35 kHz 77 3.27 Thời gian duy trì vận động trên trục quay ở các nhóm chuột chứng

và mô hình VPA500 nuôi trong MTC và MTPP 86 3.28 Quãng đường (A) và thời gian tìm được bến đỗ (B) ở các nhóm

chuột chứng và mô hình VPA500 nuôi MTC và MTPP qua 6 ngày tập đầu trong mê lộ nước 87 3.29 Vận tốc ơi để tìm bến đỗ ở các nhóm chuột chứng và mô hình

VPA500 nuôi MTC và MTPP qua 6 ngày tập đầu trong mê lộ nước 89 3.30 Thời gian ơi của các nhóm chuột chứng và mô hình VPA500

nuôi MTC và MTPP ở g c trước có bến đỗ ngày tập 7 trong mê lộ nước 89 4.1 Phân bố âm tần trong 1000 cuộc gọi của nhóm chứng (a), nhóm

VPA300 (b), nhóm VPA400 (c) và VPA500 (d) 93

P 1.1 Đường đi của động vật trong môi trường mở

P 1.2 Đường đi của động vật trong mê lộ 3 uồng phiên 1

P 1.3 Đường đi của động vật trong mê lộ 3 uồng phiên 2

P 1.4 Đường đi của động vật trong mê lộ chữ thập

P 1.5 Đường ơi của động vật trong mê lộ nước

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tự kỷ nằm trong nhóm các rối loạn phát triển tâm thần lan tỏa, xuất hiện sớm trong ba năm đầu đời, kéo dài trong cuộc sống, đặc trưng ởi sự suy giảm khả năng hòa nhập xã hội, suy giảm khả năng giao tiếp, có những hành

vi rập khuôn, lặp lại và những quan tâm mang tính hạn hẹp [1],[2] Bệnh xuất hiện liên quan đến các yếu tố di truyền, sinh học, môi trường và sự tương tác giữa gen và môi trường [3] Tuy nhiên, nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh của bệnh tự kỷ vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ Hiện nay, tự kỷ được coi là căn ệnh của xã hội hiện đại với tỷ lệ mắc tăng lên nhanh chóng ở tất cả các quốc gia [1] Theo số liệu của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa bệnh tật (CDC), tỷ

lệ tự kỷ chung trên thế giới trước năm 1985 là 0,5/1000 trẻ, đến năm 2012 đã

là 12/1000 trẻ [1] Do chưa c phương pháp điều trị khỏi, các biện pháp can thiệp chỉ có tác dụng hỗ trợ, nên bệnh trở thành gánh nặng đối với trẻ tự kỷ và gia đình của trẻ, cũng như mối quan tâm của toàn xã hội

Nhiều nghiên cứu lâm sàng và dịch tễ học cho thấy những trẻ phơi nhiễm với valproat (VPA) trong bụng mẹ biểu hiện các bất thường phát triển gọi chung là “hội chứng valproat thai nhi” và c liên quan đến làm tăng nguy

cơ ị rối loạn phổ tự kỷ [4],[5],[6] Trên động vật thực nghiệm, phơi nhiễm trong thai kỳ với valproat cũng dẫn đến những thay đổi hành vi và bệnh học ở con non tương tự như quan sát được trên bệnh nhân tự kỷ Do đ valproat là một chất được dùng gây mô hình bệnh tự kỷ trên động vật thực nghiệm để tìm hiểu cơ chế của những thay đổi sinh học liên quan đến rối loạn phổ tự kỷ cũng như đánh giá hiệu quả của các phương pháp can thiệp đối với chứng bệnh này

được cho là có ảnh hưởng đến nhiều chức năng của não bộ, tăng cường tính dẻo của synap, phát triển nhận thức, hành vi và cải thiện mô bệnh học sau các tổn thương não, do đ được gợi là cơ sở cho các liệu pháp điều trị các bệnh rối loạn phát triển tâm - thần kinh, trong đ c rối loạn phổ tự kỷ [10],[11],[12]

Ở Việt Nam, cho đến nay, các nghiên cứu về bệnh tự kỷ thường quan tâm về khía cạnh dịch tễ học và đặc điểm lâm sàng Những nghiên cứu về mô hình bệnh tự kỷ trên động vật thực nghiệm và đánh giá hiệu quả của các biện pháp can thiệp trên mô hình vẫn còn hạn chế Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi thực hiện đề tài này với hai mục tiêu:

1 Xây dựng mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ trên chuột nhắt trắng chủng Swiss bằng tiêm natri valproat trước sinh

2 Đánh giá tác dụng của môi trường phong phú lên hành vi trên chuột nhắt được gây mô hình thực nghiệm bệnh tự kỷ

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái niệm và sơ lược lịch sử nghiên cứu bệnh tự kỷ

Bệnh tự kỷ lần đầu tiên được đề cập đến từ những năm 1900, nguồn gốc

từ tiếng Hy Lạp “Autos” – “tự thân”, mô tả những bệnh nhân có biểu hiện cô lập, rút lui khỏi xã hội Năm 1943, ác sĩ tâm thần nhi khoa eo Kanner đã

mô tả một nhóm trẻ có những biểu hiện phát triển không ình thường như: c những khiếm khuyết về tương tác xã hội, khiếm khuyết trong quá trình phát triển ngôn ngữ, có những hành vi kỳ lạ lặp đi lặp lại nhiều lần, khởi phát sớm trước 3 tuổi, và khái niệm “tự kỷ” được ra đời từ đ [2],[13] Năm 1944 Hans Asperger đã mô tả một dạng tự kỷ nhẹ hơn của Kanner mô tả và sau này người ta lấy tên ông đặt cho rối loạn này là “hội chứng Asperger” [2],[14] Cho đến những năm 1960 - 1970, nhiều nghiên cứu cho rằng nguyên nhân của tự kỷ là do những thay đổi về cấu trúc lưới trong bán cầu não trái, hoặc do thay đổi về sinh hóa, chuyển hóa dẫn đến trẻ tự kỷ không có khả năng liên kết các kích thích thành kinh nghiệm của bản thân, không giao tiếp được

vì thiếu khả năng khái quát h a những điều cụ thể Quan niệm này được dùng cho tới tận năm 1999 tại Hội nghị toàn quốc về tự kỷ ở Mỹ Sau Hội nghị này,

tự kỷ được cho rằng nên xếp vào nhóm các rối loạn phát triển lan tỏa Theo

đ , tự kỷ là một hội chứng thần kinh - hành vi gây nên các rối loạn phát triển, nhưng ảnh hưởng nhiều nhất đến kỹ năng giao tiếp và quan hệ xã hội [2] Theo chuyên trang tự kỷ của Liên hợp quốc, tự kỷ là một dạng khuyết tật phát triển tồn tại suốt cuộc đời, thường xuất hiện trong a năm đầu đời Tự kỷ

là do rối loạn thần kinh gây ảnh hưởng đến hoạt động của não bộ Tự kỷ có thể xảy ra ở bất cứ cá nhân nào không phân biệt giới tính, chủng tộc hoặc điều kiện kinh tế - xã hội Đặc điểm của tự kỷ là những khiếm khuyết về tương tác

xã hội, giao tiếp ngôn ngữ và phi ngôn ngữ; có hành vi, sở thích và hoạt động mang tính hạn hẹp và lặp đi lặp lại [15]

1.2 Tiêu chuẩn chẩn đoán bệnh tự kỷ

Hiện nay có hai hệ thống tiêu chuẩn chẩn đoán tự kỷ, là “Sổ tay chẩn đoán và thống kê các rối loạn tâm thần” (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, DSM) của Hội Tâm thần Mỹ và “Bảng phân loại bệnh tật quốc tế” (The International Classification of Diseases, ICD) của Tổ chức Y tế Thế giới [15], [16], trong đ các tiêu chuẩn của DSM được sử dụng khá phổ biến Trong DSM-I (1952), DSM-II (1968) chỉ đề cập đến tự kỷ như là một dạng “Tâm thần phân liệt” Tiếp đ , trong ản DSM-III (1980), DSM-III-TR (1987) rối loạn tự kỷ bắt đầu được phân loại và có tiêu chuẩn chẩn đoán:

DSM-III đề cập đến Tự kỷ trẻ em (Infantile Autism) với 6 tiêu chuẩn chẩn

đoán, DSM-III-TR phát triển thành 16 tiêu chuẩn chia 3 nhóm và dùng thuật ngữ Rối loạn tự kỷ (Autistic Disorder, AD) DSM-IV (1994) và DSM-IV-TR (2000) hoàn thiện hơn tiêu chuẩn chẩn đoán và xếp tự kỷ vào một nhóm các rối loạn với phạm vi rộng hơn với thuật ngữ “Rối loạn phát triển lan tỏa” (Pervasive Developmental Disorders, PDD) - tương đương với “Rối loạn phổ

tự kỷ” (Autistic Spectrum Disorders, ASD) Phân loại “Rối loạn phát triển lan tỏa” theo DSM-IV như sau [16]:

299.00: Rối loạn tự kỷ (Autistic Disorder)

299.80: Rối loạn Asperger (Asperger’s Disorder)

299.80: Rối loạn Rett (Rett’s Disorder)

299.10: Rối loạn tan rã ở trẻ em (Childhood Disintegrative Disorder, CDD)

299.80: Rối loạn phát triển lan tỏa không đặc hiệu khác (Pervasive Developmental Disorders – Not Otherwise Specified, PDD-NOS)

* Tiêu chuẩn chẩn đoán Rối loạn phổ tự kỷ theo DSM-IV-TR [17],[18]:

A Có ít nhất sáu ti u chuẩn từ ục (1) (2) và (3) trong đó có ít nhất hai tiêu

chuẩn từ ục (1) và ột ti u chuẩn từ ục (2) và (3):

b) Kém phát triển các mối quan hệ ạn è tương ứng với tuổi của trẻ

c) Thiếu tìm kiếm sự chia sẻ niềm vui, các quan tâm và kết quả đạt được với người khác (không iết khoe hoặc mang cho người khác xem những thứ mình thích)

d) Thiếu sự trao đổi qua lại về xã hội hoặc cảm xúc

2) Khiếm khuyết về chất lượng giao tiếp, iểu hiện ằng ít nhất một trong những triệu chứng sau đây:

a) Chậm hoặc hoàn toàn không phát triển ngôn ngữ n i (không cố gắng thay thế ằng các phương thức giao tiếp khác như cử chỉ, điệu ộ, nét mặt) b) Những trẻ có thể n i được thì c khiếm khuyết rõ rệt về khả năng khởi đầu và duy trì hội thoại với người khác

c) Sử dụng ngôn ngữ theo cách định hình lặp lại hoặc ngôn ngữ kỳ lạ d) Thiếu các trò chơi đa dạng, giả vờ hoặc ắt chước mang tính xã hội

ph hợp với mức độ phát triển của trẻ

3) Các kiểu hành vi, các ham thích, các hoạt động lặp đi lặp lại giới hạn

và định hình, iểu hiện ằng ít nhất một trong những triệu chứng sau đây: a) Mối ận tâm ao tr m với một hoặc nhiều kiểu thích thú mang tính định hình ất thường cả về cường độ và mức độ tập trung

b) Bị cuốn hút rõ rệt đối với các th i quen hoặc các nghi thức hằng ngày đặc iệt, không c chức năng

c) C những cử chỉ, cử động mang tính lặp lại hoặc rập khuôn (vê hoặc xoắn vặn tay, vẫy tay hoặc ng n tay, nhảy hoặc vận động toàn cơ thể)

d) Bận tâm dai dẳng với các chi tiết của vật thể

B Chậ phát triển hoặc hoạt động chức năng bất thường ở ít nhất ột trong các lĩnh vực sau đây hởi phát trước 3 tuổi:

1) Tương tác xã hội

2) Sử dụng ngôn ngữ trong giao tiếp xã hội

3) Trò chơi iểu tượng hoặc tưởng tượng

C Rối oạn hông thể quy cho hội chứng Rett hay Rối oạn tan rã ở trẻ e

Trong phiên bản mới nhất hiện nay là DSM-V (2013) có một số thay đổi

so với phiên bản trước đ như thay thuật ngữ ”Rối loạn phát triển lan tỏa” (PDD) bằng thuật ngữ “Rối loạn phổ tự kỷ” (ASD) Thuật ngữ ASD cũng được sử dụng chung cho tất cả các rối loạn thuộc phổ tự kỷ thay vì các tên gọi với từng loại rối loạn như trong phiên ản trước, gộp nhóm khiếm khuyết về giao tiếp và tương tác xã hội làm một, theo đ sẽ có hai nhóm tiêu chuẩn chẩn đoán thay vì a như trong DSM-IV, bổ sung triệu chứng thiếu hoặc cường cảm giác [19]

Hiện nay, có nhiều công cụ sàng lọc tự kỷ được áp dụng ở Việt Nam cho

trẻ dưới 24 tháng tuổi như M-CHAT, hoặc cho trẻ lớn hơn và phân loại mức

độ nặng nhẹ của bệnh như CARS, GARS [2],[17]

1.3 Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh

Cơ chế đáng tin cậy dẫn đến tự kỷ cho đến nay vẫn chưa hoàn toàn sáng

tỏ Một số giả thuyết cho rằng các yếu tố nguyên nhân tác động trong giai đoạn phát triển nhất định dẫn đến bất thường phát triển của não bộ và sau đ

là các thay đổi chức năng [20],[21] Giả thuyết khác tập trung vào vai trò của các yếu tố môi trường trong mối liên quan với các yếu tố di truyền đối với sự

phát triển của bệnh tự kỷ Đặc biệt, di truyền ngoại gen (epigenetics) là một

cơ chế sinh học thích hợp cho sự tương tác giữa gen và môi trường và vai trò của di truyền ngoại gen trong các rối loạn di truyền liên quan với tự kỷ đang được quan tâm nghiên cứu [3],[22],[23]

1.3.1 Yếu tố di truyền

Yếu tố di truyền được khẳng định c vai trò trong ệnh nguyên của rối loạn phổ tự kỷ Tỷ lệ mắc bệnh này ở các gia đình có trẻ tự kỷ cao hơn trong dân số chung Tự kỷ c đặc tính gia đình c thể do mức độ gần gũi về gen và tương tự về môi trường Trong các cặp sinh đôi c ng trứng và khác trứng, tỷ

lệ đồng mắc tự kỷ trong sinh đôi c ng trứng luôn cao hơn ở sinh đôi khác trứng [24],[25] Tỷ lệ đồng mắc tự kỷ trong anh em sinh đôi c ng trứng là không hoàn toàn, gợi ý có vai trò của các yếu tố môi trường Ngoài ra, tự kỷ còn được xem như là rối loạn di truyền đa nhân tố, phụ thuộc vào sự tương tác của nhiều gen, của gen và các yếu tố môi trường [26],[27] Một số gen ứng viên gặp ở bệnh nhân tự kỷ là các gen nằm ở các vùng của nhiễm sắc thể 7q22-q33 hoặc 15q11-q13, gen vận chuyển serotonin ở 17q11-q12, gen thụ cảm thể oxytocin ở 3p25-p26 Phần lớn các gen c liên quan đến tự kỷ thì cũng liên quan đến các quá trình sinh l như tổ chức lại chất nhiễm sắc, chuyển hóa, biến đổi và phát sinh synap [3],[28],[29]

1.3.2 Yếu tố môi trường

1.3.2.1 Yếu tố ôi trường trước sinh

Các yếu tố môi trường trước sinh liên quan đến tự kỷ bao gồm tuổi bố

mẹ khi sinh con, đái tháo đường thai kỳ, chảy máu thai kỳ, mẹ mang thai bị nhiễm vi khuẩn, vi rút, phơi nhiễm với một số thuốc, hóa chất … [30],[31] Cha mẹ nhập cư cũng là yếu tố nguy cơ đối với rối loạn phổ tự kỷ [32]

Đặc biệt, tăng nguy cơ ị rối loạn phổ tự kỷ ở trẻ phơi nhiễm từ trong giai đoạn bào thai với valproat so với trẻ không phơi nhiễm [5],[6] Christensen và cs [6] đã nghiên cứu theo dõi trên quần thể lớn 655.615 trẻ sinh ra sống ở Đan Mạch từ năm 1996 đến năm 2006, trong số đ 5437 trẻ được chẩn đoán rối loạn phổ tự kỷ Trong số 2644 trẻ phơi nhiễm với thuốc chống động kinh trong thời kỳ bào thai có 508 trẻ phơi nhiễm với valproat Tỷ

lệ rối loạn phổ tự kỷ trong toàn bộ trẻ nghiên cứu là 1,53%, song với những trẻ phơi nhiễm với valproat trong thời kỳ bào thai thì tỷ lệ này là 4,42% [6]

Ngược lại với valproat, phơi nhiễm trước sinh với axít folic làm giảm nguy cơ khuyết tật ống thần kinh cũng liên quan đến giảm nguy cơ của tự kỷ Axít folic cần thiết cho quá trình phát triển tế bào Các nghiên cứu của Suré

và cs [33] và Schmidt và cs [34] cho thấy ở những đứa trẻ mà mẹ được bổ sung axít folic với liều lượng nhất định xung quanh thời điểm thụ thai có tỷ lệ mắc rối loạn tự kỷ thấp hơn ở những trẻ mà mẹ không được bổ sung axít folic Tăng nguy cơ mắc rối loạn phổ tự kỷ còn liên quan đến các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản như thụ tinh trong ống nghiệm, dùng thuốc kích thích rụng trứng [35],[36]

1.3.2.2 Yếu tố ôi trường trong khi sinh

Trong giai đoạn sinh nở, các yếu tố liên quan làm tăng nguy cơ rối loạn

tự kỷ là sinh non, ngôi thai bất thường, sinh mổ theo kế hoạch, tình trạng thiếu oxy, cân nặng lúc sinh thấp, suy thai, sang chấn khi sinh, sinh vào mùa

hè, thiếu máu sơ sinh và tăng iliru in máu [30] Tăng iliru in máu gây nhiễm độc hạch nền và tiểu não Sinh vào m a hè làm tăng nguy cơ tự kỷ có

thể do thiếu hụt melatonin, sự sản xuất melatonin bị giảm bởi ánh sáng tác động thông qua dưới đồi - võng mạc [37],[38]

1.3.2.3 Yếu tố môi trường sau khi sinh

Não bộ trải qua quá trình phát triển trong thời kỳ bào thai và cả trong những năm đầu đời, vì vậy các yếu tố nguy cơ môi trường đối với rối loạn phổ tự kỷ tác động vào giai đoạn trước sinh, xung quanh thời điểm sinh nở và

cả ở thời kỳ sau sinh [30] Các yếu tố nguy cơ môi trường sau sinh liên quan đến tự kỷ như phơi nhiễm với không khí và các chất ô nhiễm liên quan giao thông, với hydrocac on thơm [39] Các yếu tố tâm l liên quan đến tự kỷ như

mẹ bị trầm cảm thai kỳ và sau sinh, trẻ bị cách ly xã hội [40] Rối loạn phổ tự

kỷ được báo cáo tăng lên ở những trẻ bị bỏ rơi, cách ly xã hội sớm [41]

Mặc dù các yếu tố nguy cơ trước, trong và sau sinh đã được đề cập, nhưng chưa c yếu tố nào được xác định là đặc trưng cũng như không c yếu

1.3.3 Sự tương tác giữa yếu tố di truyền và yếu tố môi trường

Rối loạn tự kỷ có thể chủ yếu do các yếu tố di truyền như dị tật bẩm sinh làm tăng nguy cơ mắc tự kỷ, hoặc chủ yếu do các yếu tố nguy cơ môi trường như phơi nhiễm trong tử cung với valproat, có thể do những ảnh hưởng tích lũy gián tiếp bởi các yếu tố nguy cơ môi trường và các yếu tố nguy cơ di truyền khác nhau [3],[42] Stress oxy hóa (oxidative stress) là một ví dụ về sự kết hợp giữa yếu tố di truyền và yếu tố môi trường trong các rối loạn di truyền liên quan với tự kỷ Trong hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gãy (Fragile X syndrome), mất biểu hiện gen FMR1 dẫn tới thay đổi trong sản sinh gốc tự

do, thiếu protein liên quan fragile X và sau đ là tăng stress oxy h a Những thay đổi về di truyền dẫn tới tăng stress oxy h a có thể gây ra các biểu hiện hành vi tự kỷ [43] Ngược lại, sự thay đổi của các yếu tố môi trường có thể dẫn tới thay đổi hành vi và nhận thức Nghiên cứu của Lacaria và cs gây mô hình hội chứng Potocki – Lupski (một rối loạn di truyền liên quan với tự kỷ

do lặp đoạn 3.7Mb ở 17p11.2) trên chuột và sau khi nuôi những động vật này trong môi trường phong phú (“phong phú” trong thiết kế lồng, số lượng vật

thể và số động vật trong lồng, để tăng cường các hoạt động của chúng về vận động và hành vi xã hội) nhận thấy động vật giảm các biểu hiện hành vi bất thường kiểu tự kỷ, qua đ cho thấy vai trò của sự tương tác gen và môi trường, đồng thời chứng minh tác dụng cải thiện hành vi của môi trường

phong phú [44] Sự liên quan của các yếu tố di truyền ngoại gen (epigenetics) cũng được chứng minh có vai trò trong bệnh sinh tự kỷ [45]

1.3.4 Thay đổi sinh học thần kinh

Một giả thuyết khác cho rằng những yếu tố nguy cơ tác động vào giai đoạn trọng yếu của quá trình phát triển hệ thần kinh như giai đoạn trong bào

thai hoặc mới sinh dẫn đến những bất thường về cấu trúc và chức năng của hệ thần kinh có vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của tự kỷ [20],[21]

1.3.4.1 Sự kết nối của các tế bào thần kinh

Giả thuyết cho rằng sự phát triển sớm, quá mức của não bộ và quá nhiều kết nối giữa các tế bào thần kinh là chìa khóa trong cơ chế bệnh sinh bệnh tự

kỷ Số lượng neuron tăng quá có thể là một nguyên nhân làm phát triển quá mức não sớm và tạo ra các khiếm khuyết trong cấu trúc cũng như kết nối trong não bộ [46],[47] Sự tăng quá mức của tương tác gần gây cản trở cho tương tác xa và sự tích hợp thông tin giữa các vùng quan trọng của não bộ, hậu quả dẫn đến sự lan tràn biểu hiện bệnh qua nhiều vùng vỏ não Quá mức hoặc dưới mức kết nối giữa các tế bào thần kinh đều có thể góp phần vào cơ chế bệnh sinh của tự kỷ, là cơ sở của những suy giảm chức năng cảm xúc xã hội và chức năng giao tiếp quan sát được ở bệnh nhân tự kỷ [48],[49]

1.3.4.2 Sự di cư của các tế bào thần kinh

Những dị tật vùng vỏ não quan sát được ở bệnh nhân tự kỷ có thể là kết quả của sự khiếm khuyết di cư tế bào thần kinh tới vỏ não trong suốt 6 tháng đầu của thai kỳ Những thay đổi do bất thường di cư tế bào thần kinh ở bệnh nhân tự kỷ bao gồm dày vỏ não, tăng mật độ tế bào thần kinh, ranh giới chất xám và chất trắng không rõ và chất xám ở vị trí không ình thường Ngoài ra,

có sự giảm mức Reelin – một protein điều hòa sự di cư của các tế bào thần kinh trong tổ chức não của bệnh nhân tự kỷ [50],[51]

1.3.4.3 Hoạt động kích thích và ức chế của các tế bào thần kinh

Giả thuyết về mất cân bằng hệ thống kích thích và ức chế trong bệnh tự

kỷ cũng c cơ sở đáng tin cậy [52] Nhiều nghiên cứu cho rằng việc sắp xếp lại nhiễm sắc thể liên quan đến các nhóm gen thụ cảm thể GABA, dẫn đến bất thường hệ thống kích thích và chức năng của hệ thần kinh trung ương Vai trò của thụ cảm thể glutamate trong duy trì synap cũng có thể liên quan tới cơ chế bệnh sinh bệnh tự kỷ [21] Tuy nhiên, bất thường kích thích và ức chế của tế

bào thần kinh ảnh hưởng như thế nào tới tiến triển và mức độ triệu chứng của bệnh nhân tự kỷ vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ Ngoài ra, rối loạn chức năng thụ cảm thể GABA hay glutamate là cơ sở gây ra những bất thường trong hệ thống kích thích và ức chế của các tế bào thần kinh vẫn cần được nghiên cứu

để làm rõ hơn [53],[54]

1.3.4.4 Hình thái đuôi gai

Tập hợp bất thường của synap và núm gai (dendritic spine) có thể cũng

là yếu tố góp phần vào cơ chế bệnh sinh bệnh tự kỷ, như thấy tăng số lượng các núm gai dài và mảnh ở não bệnh nhân tự kỷ [55] Điều quan trọng với hình thái đuôi gai là protein giá đỡ, đ là trung gian kết nối giữa protein màng

và khung tế ào Đặc biệt, gen SHANK3 mã hóa một protein giá đỡ synap liên quan với sự cảm ứng và duy trì của núm gai quan sát thấy bị xóa bỏ ở bệnh nhân tự kỷ [56]

1.3.4.5 Sự rối loạn miễn dịch thần kinh

Chủ đề về rối loạn miễn dịch thần kinh và ảnh hưởng của nó tới cơ chế bệnh sinh bệnh tự kỷ cũng được nghiên cứu rộng rãi Rối loạn miễn dịch được chú ý ở bệnh nhân tự kỷ như giảm miễn dịch qua trung gian tế bào, mất cân bằng mức kháng thể Tự miễn dịch cũng c thể liên quan với bệnh tự kỷ qua

sự xuất hiện của tự kháng thể chống lại protein của hệ thần kinh Đặc biệt, bất thường hoạt động miễn dịch trong giai đoạn dễ tổn thương của sự phát triển

hệ thần kinh có thể là chìa khóa của những thay đổi chức năng trong ệnh tự

kỷ [57],[58]

1.3.4.6 Tín hiệu kênh canxi

Hoạt động của các tế bào thần kinh phụ thuộc dòng canxi đi vào tế bào sau đ điều hòa các synap kích thích vùng vỏ não Thay đổi tín hiệu kênh canxi có thể gây ra rối loạn chức năng synap dẫn đến các biểu hiện tự kỷ Những khiếm khuyết trong tín hiệu kênh canxi cũng có thể liên quan đến mất cân bằng của hệ thống kích thích và ức chế hơn là ất thường thụ cảm thể GABA hay glutamate [59],[60]

1.3.4.7 Thuyết neuron gương

Giả thuyết hệ thống neuron gương (mirror neuron) có thể giải thích cho một số biểu hiện cơ ản của tự kỷ Các neuron gương có vai trò chủ đạo khi chúng ta hoạt động, chuyển động hoặc quan sát người khác thực hiện hành động Chức năng của các neuron gương giải thích cho các hành vi và kỹ năng

xã hội mà con người thực hiện như ắt chước, làm mẫu, sự thấu cảm và sự thu nhận, phát triển ngôn ngữ Do đ , rối loạn chức năng neuron gương ở bệnh nhân tự kỷ có thể dẫn đến kh khăn trong kinh nghiệm xã hội và giao tiếp xã hội Tuy nhiên, chưa thể khẳng định rằng một quần thể neuron nhỏ có thể giải thích cho một mảng lớn các rối loạn tâm lý xã hội và hành vi gặp ở

bệnh nhân tự kỷ, đặc biệt khó có thể giải thích cho những hành vi như rối loạn đáp ứng của các giác quan hoặc các triệu chứng liên quan khác [61],[62]

1.3.5 Các thuyết khác

sinh bệnh tự kỷ Sự rối loạn chết theo chương trình do giảm dưới mức bình thường của protein Bcl-2 trong tổ chức não của bệnh nhân tự kỷ Bcl-2 là một protein bám màng có vai trò bảo vệ trong hệ thần kinh trung ương ằng ức chế sự chết theo chương trình và tăng cường sự tồn tại của tế bào thần kinh Ngoài ra, sự tăng nồng độ cathepsin D, protein P53 trong một số vùng não gây khởi động và tăng chết theo chương trình Số lượng tế bào thần kinh tăng thứ phát sau chết theo chương trình ị rối loạn, có thể thúc đẩy những khiếm khuyết về kết nối giữa các tế bào thần kinh [63] Bất thường chất dẫn truyền thần kinh như nồng độ serotonin, tryptophan, norepinephrine trong não cao hơn ình thường cũng liên quan đến cơ chế bệnh sinh bệnh tự kỷ [20],[64] Khiếm khuyết về chuyển hóa, những lỗi chuyển hóa bẩm sinh cũng là một yếu tố căn nguyên tiềm tàng Thiếu hụt các phân tử bám dính tế bào, hệ thống tín hiệu thứ hai và phân tử chế tiết cũng liên quan đến cơ chế bệnh sinh phức tạp của bệnh tự kỷ [65],[66]

1.4 Các phương pháp gây mô hình bệnh tự kỷ

Mô hình động vật bệnh tự kỷ là sự mô phỏng tái lập những yếu tố nguyên nhân sinh bệnh trên người, để với cùng yếu tố nguyên nhân cũng sẽ thu được trên động vật những biểu hiện hành vi và bệnh học tương đồng với các triệu chứng bệnh tự kỷ được mô tả trên người Chúng đáp ứng các tiêu chí như giá trị khái niệm (construct validity), giá trị iểu hiện (face validity) và giá trị dự đoán (predictive validity) [67],[68]

Giá trị hái niệ của mô hình chủ yếu dựa trên tính đồng nhất của kết

quả từ iểu hiện trên động vật đến ệnh trên người Bệnh tự kỷ là sự kết hợp giữa yếu tố di truyền và yếu tố môi trường, do đ mô hình động vật c thể xây

dựng ằng cách ắt chước những yếu tố nguyên nhân đ Giá trị biểu hiện

hàm rằng những iểu hiện quan sát thấy trên động vật tương tự như những triệu chứng quan sát được trên ệnh nhân Những iểu hiện đ gồm giải phẫu thần kinh, h a sinh thần kinh và đặc điểm hành vi Mặc d trải qua một thời gian dài nghiên cứu nhưng chẩn đoán ệnh tự kỷ vẫn chủ yếu dựa trên các triệu chứng hành vi, các chỉ dấu sinh học chắc chắn vẫn chưa được xác định

Do vậy, việc đánh giá hành vi của động vật trong mô hình cần đảm ảo c một chùm các ài tập (test) đánh giá các iểu hiện hành vi đa dạng của rối loạn này nhưng cũng cần đảm ảo các điều kiện để động vật thể hiện hành vi

một cách tự nhiên nhất [69],[70] Giá trị dự đoán nghĩa là các phương pháp

phòng hoặc làm giảm một số triệu chứng của ệnh trên người cũng làm giảm các triệu chứng thấy ở mô hình động vật Hiện nay, c hai phương pháp điều trị được đưa ra là can thiệp hành vi và d ng thuốc Tuy nhiên, số lượng các nghiên cứu về tác động của thuốc cũng như phương pháp can thiệp hành vi trên mô hình động vật còn hạn chế [67],[69]

Để mô hình trên động vật sát với thực tế trên người, đối tượng sử dụng nên là các loài động vật giống người nhất Các nghiên cứu đã chú vào các loài linh trưởng nhưng lại gặp phải rất nhiều kh khăn như sự phát triển hệ thần kinh diễn ra trong thời gian dài, kh khăn trong tạo ra động vật mang

gen, vấn đề đạo đức và gánh nặng tài chính Những hạn chế này phần lớn không c ở hầu hết các mô hình động vật gặm nhấm Trong số đ , chuột là loài động vật c vú, c ộ gen tương đồng cao với người, c tính xã hội cao, vòng đời ngắn, dễ tạo ra động vật mang gen, sinh sản nhanh, kích thước nhỏ, giá thành tương đối thấp Các mô hình động vật được chia làm a nh m chính:

- Mô hình gây tổn thương não: gây tổn thương các v ng não như tiểu não, hạch hạnh nhân hoặc vỏ não trung gian trán trước

- Mô hình các yếu tố môi trường: phơi nhiễm với thuốc chống co giật trong thời kỳ ào thai, ệnh thalidomide phôi thai, phơi nhiễm trong thai kỳ hoặc giai đoạn sớm sau sinh với yếu tố gây viêm

- Mô hình di truyền: gây đột iến các gen liên quan đến tự kỷ, mô hình các ệnh di truyền c liên quan với tự kỷ như hội chứng ragile X, hội chứng Rett, ệnh xơ cứng củ [67],[68],[71]

1.4.1 Mô hình gây tổn thương não

Những cấu trúc não ất thường c thể gặp trên ệnh nhân tự kỷ rất đa dạng và không đồng nhất, như tiểu não, hệ lim ic, hạch hạnh nhân, hồi hải

mã, vỏ não trán trước Giả thuyết cho rằng nguyên nhân của sự suy giảm các hành vi trong tự kỷ c thể không nằm trong các cấu trúc thần kinh độc lập mà qua sự tương tác giữa các v ng não trong quá trình phát triển Hiện tại, các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra “tiêu chuẩn vàng” về v ng não liên quan đến tự

kỷ [72]

Mô hình gây tổn thương c thể cung cấp các thông tin về các cơ chất thần kinh là cơ sở cho các iểu hiện hành vi của ệnh tự kỷ, thiết lập sự phân

ly giữa tổn thương não và hành vi ất thường Tuy nhiên khi loại ỏ một phần

cụ thể của não ằng gây tổn thương thì hệ thống thần kinh như một tổng thể

c thể ị ảnh hưởng, các tổn thương sợi trục thần kinh c thể gây rối loạn chức năng của v ng não được kết nối Điều này c thể dẫn đến thay đổi iểu hiện hành vi không phải chủ yếu do khu vực ị tổn thương Vì vậy khi thực

hiện các mô hình gây tổn thương não phải ảo toàn sợi thần kinh, nên phương pháp gây độc thần kinh được ưu tiên hơn Ngoài ra cần quan tâm đến tính linh hoạt của não ộ, khi một khu vực ị tổn thương thì một phần chức năng của khu vực đ c thể được thực hiện trên một v ng não khác, do đ c thể dẫn đến không quan sát được hành vi ất thường trên động vật Một hạn chế khác của mô hình này là sự tổn thương não là không tự nhiên, do đ không c giá trị dự đoán Tuy nhiên, việc tìm kiếm một cấu trúc ất thường ph hợp trong ệnh tự kỷ giúp ích cho cả chẩn đoán và nghiên cứu các phương pháp can thiệp c hiệu quả [68]

1.4.1.1 Mô hình gây tổn thương hạnh nhân

Gây tổn thương hạnh nhân (amygdala) tạo mô hình ệnh tự kỷ được nhiều tác giả nghiên cứu [73],[74] Trên chuột đực loại ỏ hạnh nhân ằng các chất độc thần kinh như axít i otenic ở ngày thứ 7 hoặc ngày thứ 21 sau sinh gây rối loạn các hành vi xã hội, iểu hiện vận động rập khuôn, giảm tính linh hoạt về hành vi…[73] Như vậy, vùng hạnh nhân c thể đ ng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh các hành vi xã hội và mô hình trên chuột này

là kết quả của sự kết nối thần kinh ị rối loạn giữa hạnh nhân và vỏ não trung gian trán trước ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển Sự suy giảm hành vi

xã hội, c hành vi cứng nhắc và vận động rập khuôn quan sát được trên động vật trong mô hình gây tổn thương hạch hạnh nhân tương đồng với các triệu chứng ở ệnh nhân ị tự kỷ [68],[74]

1.4.1.2 Mô hình gây tổn thương tiểu não

Các nghiên cứu hình ảnh cấu trúc não và giải phẫu ệnh học trên ệnh nhân tự kỷ đã tìm thấy những ất thường ở tiểu não Bo ee và cs gây tổn thương tiểu não trên động vật thực nghiệm cũng thu được các iểu hiện như tăng hoạt động vận động tự phát giống hành vi rập khuôn, không tập trung chú ý, giảm mức độ lo lắng…[72],[75] Tuy nhiên vai trò chính xác của tiểu não trong ệnh tự kỷ chưa được xác định rõ Bất thường tiểu não c thể liên

1.4.2.1 Mô hình gây đột biến các gen i n quan đến tự ỷ

Một số gen được cho là c liên quan với tự kỷ c vai trò trong các lĩnh vực như: tổ chức lại chất nhiễm sắc và điều hòa sự sao chép (gen MeCP2, MR1); tạo khung tế ào (gen TSC1, TSC2, N 1); các protein sau synap (gen SHANK1, SHANK3); các phân tử ám dính tế ào (gen N GN3, N GN4, NX1, CNTNAP2); các thụ cảm thể và các chất dẫn truyền thần kinh (gen GABAR, S C6A4, S C25A13, OXTR, AVPR1); và protein chế tiết (gen RELN)… [9],[68],[77]

* Mô hình gây đột iến các gen mã h a cho Neurexin-Neuroligin-Shank (NRXN-NLGN-SHANK) Đây là các protein trước synap c ng với protein sau synap và các chất gắn nội ào c vai trò quan trọng trong sự trưởng thành

và sự dẫn truyền qua synap, c liên quan với sự ất thường phát triển thần kinh trong rối loạn phổ tự kỷ Động vật đột iến mất gen SHANK1 gây ra các iểu hiện tăng lo lắng, giảm trí nhớ c điều kiện sợ hãi (fear conditioning), tăng quá trình học tập, thu nhận nhưng giảm khả năng gợi lại trí nhớ không gian Chuột knockin (KI) gen N GN3 iểu hiện tăng ức chế dẫn truyền synap, không thay đổi trong kích thích dẫn truyền synap, iểu hiện này không thấy ở chuột knockout (KO) gen NLGN3 Khi can thiệp ằng chất đồng vận

của receptor N-methyl-D-aspartate (NMDA) và chất chống viêm D-cycloserin

c thể cải thiện được sự iểu hiện quá mức hành vi chải lông ở chuột trưởng thành KO gen NLGN1 Tuy nhiều mô hình động vật đột iến nh m gen NLGN iểu hiện hành vi tương đồng với các iểu hiện trên ệnh nhân tự kỷ, nhưng vẫn còn những tồn tại về góc độ thần kinh học [77],[78]

* Một số gen iểu hiện cho các chất dẫn truyền thần kinh và gen phát triển c thể điều chỉnh những hành vi xã hội là một ví dụ khác về mô hình di truyền của rối loạn phổ tự kỷ Oxytocin (OT) và vassopresin (AVP) là các neuropeptid c vai trò quan trọng trong điều khiển các hành vi xã hội [79] Ở trẻ tự kỷ nồng độ OT huyết tương giảm Khi mổ tử thi ệnh nhân tự kỷ cho thấy giảm số lượng các thụ cảm thể của oxytocin (OTR) ở vỏ não thái dương Ngược lại khi truyền OT làm giảm hành vi lặp lại, cải thiện giao tiếp ằng mắt và trí nhớ xã hội ở ệnh nhân tự kỷ chức năng cao [80] Trên động vật loại ỏ gen oxytocin iểu hiện suy yếu trong nhận iết và trí nhớ xã hội, loại

ỏ dưới nh m 1 thụ thể vasopressin iểu hiện giảm động cơ xã hội và gây hấn Tuy nhiên, iểu hiện của mô hình chuột mất gen OT và AVP cho nghiên cứu đặc điểm của ệnh tự kỷ còn pha trộn Chuột trưởng thành mất gen OT giảm lo lắng, điều này mâu thuẫn với ệnh tự kỷ Ngoài ra, so sánh với chuột ình thường, cả chuột đực con mất gen OT và OTR phát âm siêu âm khi tách

mẹ ít hơn, gợi giảm lo lắng khi tách mẹ, nhưng lại ph hợp với sự thiếu hụt giao tiếp trong rối loạn phổ tự kỷ Chuột mất gen OT giảm nhận ra chuột c ng loài quen thuộc khi lặp lại phiên giao tiếp xã hội Đặc điểm này ph hợp với

sự suy giảm tính xã hội trong ệnh tự kỷ Chuột đực mất gen V1ar iểu hiện suy giảm trong nhận ra m i xã hội và tương tác xã hội Tương tự như chuột mất gen OT và OTR, chuột mất gen V1ar iểu hiện giảm hành vi lo lắng, phát

âm siêu âm ít hơn, không suy giảm trong học tập và trí nhớ hay ức chế phản

xạ giật mình (prepulse inhibition, PPI) Như vậy, cũng như chuột mất gen OT, iểu hiện của chuột mất gen AVPR còn pha trộn [79]

1.4.2.2 Mô hình dựa tr n hội chứng đơn gen i n quan đến tự ỷ

* Mô hình hội chứng nhiễ sắc thể X dễ gãy (Fragile X syndrome, FXS)

Hội chứng nhiễm sắc thể X dễ gãy do đột iến gen MR1 trên nhiễm sắc thể X XS c một số triệu chứng chung với ệnh tự kỷ, c iểu hiện chậm phát triển tâm thần, rối loạn tăng động giảm chú và động kinh XS là một trong các rối loạn liên quan đến rối loạn phổ tự kỷ, iểu hiện mất cân ằng giữa kích thích và ức chế trong hệ thần kinh trung ương Chuột nhắt loại ỏ gen MR1 iểu hiện một số đặc điểm hành vi cơ ản của ệnh tự kỷ ao gồm suy giảm trong tương tác xã hội và hành vi lặp lại, một số triệu chứng liên quan như lo lắng, tăng động và suy giảm nhận thức [81],[82]

* Mô hình hội chứng Rett (Rett syndrome)

Hội chứng Rett là rối loạn di truyền iểu hiện triệu chứng đa dạng, trong

đ c một số tương tự như triệu chứng tìm thấy trong ệnh tự kỷ Bệnh nhân hầu hết là nữ và gần như phát triển ình thường trong giai đoạn 6-18 tháng, nhưng sau đ là sự tấn công của các triệu chứng của rối loạn phổ tự kỷ, chậm phát triển trí tuệ, co giật và các đặc điểm đặc trưng cao của hội chứng Rett như cử động tay lặp lại, nhịp thở ất thường, suy giảm vận động và vẹo cột sống Nguyên nhân của ệnh do đột iến gen methyl-CpG-binding protein (MeCP2) Trên mô hình chuột cái ị mất gen MeCP2, chuột gần như ình thường đến khoảng 16 tuần tuổi Sự thay đổi hành vi sau đ ao gồm tăng lo lắng, giảm hoạt động làm tổ và tương tác xã hội ất thường [83],[84] Khi khôi phục iểu hiện gen MeCP2 trên động vật, sau đ đánh giá ằng các ài kiểm tra hành vi và ghi điện sinh l c kết quả là đảo ngược iểu hiện ệnh Như vậy, mặc d chức năng của MeCP2 ị cản trở trong quá trình phát triển

ào thai và sau khi sinh nhưng nhiều triệu chứng của ệnh vẫn c thể thay đổi Nghiên cứu của Nag và cs cho thấy môi trường phong phú cải thiện nhiều khía cạnh của iểu hiện ệnh, làm giảm thể tích não thất nhưng không

khôi phục hành vi ình thường hay đời sống của chuột hội chứng Rett [85]

* Mô hình bệnh xơ cứng củ (Tuberous sc erosis, TSC)

Bệnh xơ cứng củ là một ệnh di truyền c iểu hiện triệu chứng của rối loạn phổ tự kỷ Bệnh c đột iến một trong hai gen TSC1 và TSC2 gây ra nhiều khối u lành tính ở nhiều tổ chức ao gồm não Mô hình chuột KO gen TSC+/- iểu hiện suy giảm trong tương tác xã hội chỉ khi chúng sinh ra từ chuột mẹ điều trị polyinosine:cytosine (poly(I:C)) Sự suy giảm hành vi là nặng nhất khi yếu tố nguy cơ môi trường kết hợp với khuyết tật di truyền Ngoài ra c sự tăng cao ất thường số cá thể TSC-ASD sinh ra trong lúc cao điểm của dịch cúm, một mối liên quan không tìm thấy ở cá nhân TSC không iểu hiện triệu chứng của rối loạn phổ tự kỷ Những ằng chứng trên c thể gợi rằng ệnh tự kỷ c thể là kết quả từ tác nhân môi trường hoạt động trên nền tảng di truyền dễ ị tổn thương [9],[68]

* Ngoài ra, một số dòng chuột được nghiên cứu sâu, ản thân chúng có những iểu hiện hành vi tương tự triệu chứng quan sát được ở ệnh nhân tự

kỷ như dòng chuột BTBR So sánh với nhiều dòng chuột khác, chuột BTBR iểu hiện mức thấp tính xã hội và ất thường học tập xã hội trong ài tập chuyển đổi ưu tiên thức ăn trong mê lộ chữ T Chuột BTBR tăng hành vi lặp lại, giảm thay đổi luân phiên trong ài tập đánh hơi qua ảng lỗ và suy giảm trong ài tập đảo ngược ở mê lộ nước, tương tự iểu hiện chống lại sự thay đổi th i quen quan sát được trên ệnh nhân tự kỷ Chuột con BTBR phát âm siêu âm nhiều hơn và lâu hơn so với chuột C57 Chuột BTBR cũng iểu hiện tăng quá mức đáp ứng với stress liên quan với nồng độ cao corticosterone trong máu Đặc điểm giải phẫu của chuột BTBR là sự thiểu sản thể chai và giảm các kết nối ở hồi hải mã Những thay đổi về gen gây nên những thay đổi hành vi của dòng chuột này vẫn đang được nghiên cứu [86],[87]

1.4.3 Mô hình các yếu tố môi trường trong bệnh tự kỷ

Các yếu tố môi trường ất lợi trước sinh và giai đoạn đầu sau khi sinh

đã được iết đến là làm thay đổi sự phát triển não ộ và kết quả là những ất thường hành vi, suy giảm nhận thức và thay đổi thể chất xuất hiện sau đ trong cuộc đời Các mô hình trên động vật được tạo ra ằng phương thức các

yếu tố môi trường trước và sau khi sinh ao gồm phơi nhiễm trong thai kỳ và giai đoạn sớm sau sinh với valproat, thuốc chống co giật, và các yếu tố gây viêm… [9],[68]

1.4.3.1 Mô hình nhiễ trùng và bất thường iễn dịch ở cơ thể ẹ

Bất thường về miễn dịch cũng được cho là c liên quan đến ệnh tự kỷ, nhiều nh m nghiên cứu mô tả sự suy giảm hành vi dạng tự kỷ trên động vật gặm nhấm là kết quả của ất thường về miễn dịch, trong đ c phơi nhiễm trong thai kỳ với vi rút cúm, vi rút Ru ella, phơi nhiễm giai đoạn sơ sinh với

vi rút Borna và phơi nhiễm trước khi sinh với kháng thể của người mẹ c con

ị tự kỷ So với mô hình gây tổn thương các v ng lựa chọn trong não thì tác động của các chất h a học và chất gây viêm thường được áo cáo c ảnh hưởng lên toàn ộ não, do đ c sự tương đồng chặt chẽ hơn với cơ chế ệnh

sinh của rối loạn phổ tự kỷ [88],[89],[90]

Mô hình động vật gặm nhấm về yếu tố nguy cơ này gồm nhiễm tr ng hô hấp ở cơ thể mẹ do vi rút cúm và sự hoạt h a miễn dịch của cơ thể mẹ với

poly(I:C) gây phản ứng miễn dịch chống vi rút, hoặc lipopolysaccharide ( PS) gây phản ứng miễn dịch chống vi khuẩn Những iểu hiện trên động vật gây mô hình gồm suy giảm tương tác xã hội, tăng hành vi lặp lại, tăng lo lắng, ám ảnh, giảm tế ào Purkinje tiểu não, thay đổi điện sinh l ở các synap trong hồi hải mã [88]

1.4.3.2 Mô hình sử dụng thuốc và hóa chất

* Mô hình sử dụng axít valproic/ natri valproat (VPA)

Axít valproic (C8H16O2) là một axít éo được tổng hợp từ năm 1882, được sử dụng an đầu như một dung môi hữu cơ ở dạng muối natri valproat (C8H15NaO2) Với liều điều trị đường uống, nồng độ VPA trong huyết tương từ 40 đến 100 mg/mL, trong não từ 6 đến 27 mg/g Nồng độ đỉnh ion valproat trong huyết tương đạt vào 1 - 4 giờ sau khi uống liều duy nhất Thời gian bán thải của valproat trong huyết tương từ 6 - 16 giờ Valproat liên kết nhiều (87-95%) với protein huyết tương ở liều điều trị Sự liên kết

giảm khi nồng độ valproat cao Nồng độ valproat tự do là yếu tố phản ánh chính xác hơn sự thâm nhập valproat vào hệ thần kinh trung ương Valproat

trị trong nhiều bệnh như động kinh, đau nửa đầu và rối loạn lưỡng cực Cơ chế tác dụng của VPA gây tăng hoạt động hệ GABAergic, giảm hoạt tính các chất dẫn truyền hưng phấn và làm thay đổi các monoamin [5],[91] (Hình 1.1)

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của axít valproic (A) và natri valproat (B)

* Nguồn: theo Gottfried C và cs (2013)[5]

Phơi nhiễm trong tử cung với VPA c liên quan tới tổn thương khuyết ống thần kinh, dị dạng mặt và đôi khi ất thường một số cơ quan quan trọng như ộ máy hô hấp, tim mạch, tiêu h a, tiết niệu và hệ vận động Con của những người phụ nữ d ng thuốc này khi điều trị ệnh tâm thần, động kinh trong thời kỳ đầu mang thai c nguy cơ cao ị tự kỷ [4],[5],[6]

Nhiều nghiên cứu trên động vật gặm nhấm sử dụng liều VPA từ 100 đến

800 mg/kg cân nặng cho chuột mẹ trong khoảng từ ngày 9 đến ngày 15 của thai kỳ cũng thu được các đặc điểm tự kỷ trên chuột con [5] Về hành vi, chuột con iểu hiện tăng hành vi rập khuôn, lặp lại, giảm tương tác xã hội, thay đổi sự nhạy cảm với các kích thích giác quan, tăng hành vi lo lắng, suy giảm tính linh hoạt, tăng trí nhớ sợ hãi…ph hợp với iểu hiện của ệnh tự kỷ [95],[96] Các tổn thương về mặt giải phẫu bệnh và hình ảnh cấu trúc não trên chuột con được sinh ra trong mô hình chuột phơi nhiễm với VPA có sự tương đồng với các tổn thương trên ệnh nhân tự kỷ như: giảm số lượng tế ào vận động của các dây thần kinh vận nhãn, thần kinh sinh a, thần kinh số VI và thần kinh dưới lưỡi; tiểu não nhỏ hơn với giảm số lượng tế ào Purkinje ở cả

hai án cầu và trong th y nhộng [7],[94] Về di truyền, phơi nhiễm với VPA dẫn đến giảm iểu hiện của các gen N GN và NRXNs - là các gen quan trọng liên quan đến ệnh tự kỷ [95] Về điện sinh l , chuột con trong mô hình phơi nhiễm với VPA iểu hiện ất thường kết nối trong não Ghi điện sinh l tế bào ở các nhân ên của hạnh nhân gợi những thay đổi phân tử và synap ở chuột VPA c liên quan đến những thay đổi hình thái hạnh nhân và hành vi ở ệnh tự kỷ [96] Về miễn dịch cũng c những ất thường như giảm khối lượng tuyến ức, giảm tỷ lệ I Nγ/IL-10 Hầu hết những ất thường này tìm thấy chỉ ở các con đực, điều đ cũng ph hợp với xu hướng nghiêng về nam giới trong tỷ lệ mắc ệnh tự kỷ [97] Trên mô hình chuột phơi nhiễm với VPA

khi áp dụng các biện pháp can thiệp cũng c tác dụng tương tự như trên người, một lần nữa khẳng định các biểu hiện trên động vật c cơ chế tương tự như trên ệnh nhân Chuột con phơi nhiễm với VPA được nuôi trong điều kiện môi trường phong phú (MTPP) c sự cải thiện rõ rệt về hành vi liên quan đến lo lắng, hành vi lặp lại, tương tác xã hội và ức chế phản xạ giật mình

(PPI) so với nh m được nuôi trong điều kiện môi trường chuẩn (MTC) Ảnh hưởng của liệu pháp điều trị ằng MTPP ở chuột giai đoạn non c thể kéo dài qua giai đoạn trưởng thành [85],[98]

Cơ chế ảnh hưởng của phơi nhiễm VPA trong ụng mẹ lên sự phát triển não ào thai hiện tại chưa hoàn toàn sáng tỏ, một số giả thuyết cho rằng phân

tử này c phạm vi hoạt động rộng, ao gồm làm thay đổi iểu hiện gen, gây chết tế ào và rối loạn điều hòa miễn dịch…[7],[69] Phơi nhiễm với VPA

c ng với yếu tố nguy cơ mẹ nhiễm tr ng cung cấp những ằng chứng tin cậy cho vai trò của yếu tố môi trường trong nguyên nhân sinh ệnh của rối loạn phổ tự kỷ

* Mô hình sử dụng các hóa chất hác

Hydochlorid pilocarpin

Trên chuột đực được tiêm hydochlorid pilocarpin c thể gây cơn động kinh thái dương tự phát Th y thái dương là một phần quan trọng của

não ộ xã hội, những rối loạn chức năng v ng não này liên quan đến sự suy giảm trong giao tiếp xã hội thường quan sát thấy ở những người ị rối loạn phổ tự kỷ Những thay đổi giải phẫu quan sát được trên ệnh nhân động kinh thái dương liên quan đến những cấu trúc chịu trách nhiệm cho chức năng não

ộ xã hội tương đồng trong tự kỷ [99],[100]

Axít propionic

Axít propionic là một chuỗi ngắn axít éo, là sản phẩm chuyển h a cuối

c ng của vi khuẩn đường ruột trong ruột, đồng thời đây là một chất phụ gia

ảo quản thực phẩm phổ iến Trên mô hình chuột đực trưởng thành được truyền trực tiếp axít propionic vào não thất gây axít h a nội ào, thay đổi sự giải ph ng các chất truyền đạt thần kinh, quá trình trao đổi chất, thông tin liên lạc và hành vi tương tự như quan sát được trên ệnh nhân tự kỷ [101],[102]

Thalidomide

Thalidomide cũng là một trong những tác nhân gây quái thai trên người

đã được thừa nhận Phụ nữ trong thai kỳ d ng thalidomide làm tăng nguy cơ con ị dị tật ẩm sinh cũng như các triệu chứng tự kỷ Động vật trong thai kỳ được tiêm thalidomide vào ngày thứ 12, con sinh ra c sự giảm mật độ các tế

ào Purkinje, tế ào hạt, tế ào thần kinh của các nhân sâu ở tiểu não Trong cấu trúc của hệ thống lim ic lại c sự tăng mật độ tế ào Rối loạn đ ng ống thần kinh và rối loạn hình thành các nhân dây thần kinh sọ số III, VI, VII, VIII dẫn đến những iểu hiện rối loạn về chuyển động như ở trẻ mắc ệnh tự

kỷ [103],[104]

1.4.3.3 Đặc điể chu ỳ động dục thụ thai và phát triển phôi thai chuột nhắt

Để xác định chính xác thời điểm thụ thai và ngày tuổi thai trên chuột, các nhà nghiên cứu theo dõi chu kỳ động dục của chuột cái và cho ghép đôi vào thời điểm dễ đậu thai nhất Chu kỳ động dục của chuột nhắt cái kéo dài 4 – 5 ngày, gồm 4 giai đoạn là tiền động dục (proestrus), động dục (estrus), sau động dục (metestrus, còn gọi là diestrus I) và giai đoạn không hoạt động sinh

dục (diestrus, còn gọi là diestrus II) Nguyên nhân gây ra hiện tượng động dục

do sự thay đổi nồng độ hormon sinh dục dẫn đến sự thay đổi ở bộ phận sinh dục Có nhiều phương pháp xác định các giai đoạn của chu kỳ động dục trên chuột như quan sát sự thay đổi cơ quan sinh dục ngoài, xét nghiệm tế bào âm đạo, đo điện trở niêm mạc âm đạo… Trong đ , phương pháp xác định chu kỳ động dục bằng quan sát sự thay đổi cơ quan sinh dục ngoài cho kết quả nhanh, chính xác và không xâm lấn, không gây tác động tới cơ quan sinh dục của chuột Tiêu chuẩn phân định các giai đoạn của chu kỳ động dục thể hiện trên Bảng 1.1

Bảng 1.1 Đặc điểm cơ quan sinh dục ngoài qua các giai đoạn của chu kỳ động

dục trên chuột nhắt

gấp ở môi lưng và môi ụng

dục nhưng niêm mạc bớt sưng hồng, kém ướt hơn

Không hoạt động

sinh dục

Cửa âm đạo khép nhỏ, không sưng

* Nguồn: theo Byers S.L và cs (2012) [105]

Chuột cái thường chấp nhận giao phối vào giai đoạn tiền động dục và động dục Ở hai giai đoạn này, khi giao phối, khả năng thụ thai là cao nhất Quá trình mang thai thường kéo dài 20 – 21 ngày Trong thời kỳ bào thai, sự phát triển của hệ thần kinh xảy ra từ giữa thai kỳ (ngày 9-9,5) với sự hình thành của ống thần kinh Sự sản sinh các tế bào thần kinh ở các vùng vỏ não

và một số cấu trúc dưới vỏ bắt đầu từ ngày 9,5 và hoàn thành ở ngày 15 Một

số cấu trúc như vùng hải mã, đồi thị, các khớp thần kinh…còn tiếp tục sản sinh sau khi chuột ra đời [106]

1.5 Các bài tập đánh giá hành vi động vật gây mô hình bệnh tự kỷ

Hiện nay, chẩn đoán tự kỷ dựa trên các tiêu chuẩn hành vi, chưa c các chỉ dấu sinh học chắc chắn được xác định Để đánh giá hành vi động vật gây

mô hình ệnh tự kỷ các nhà khoa học d ng tập hợp các ài kiểm tra được thiết

kế dựa trên tập hợp các triệu chứng đặc trưng cơ ản và các triệu chứng liên quan ở ệnh nhân tự kỷ Các triệu chứng đặc trưng gồm: suy giảm khả năng tương tác xã hội; suy giảm trong giao tiếp c lời và không lời; c các hành vi rập khuôn, lặp lại, các mối quan tâm hạn chế Các triệu chứng liên quan như:

lo lắng ất thường, đáp ứng ất thường của các giác quan, vận động vụng về, suy giảm nhận thức, thiếu sáng tạo, chống lại sự thay đổi, rối loạn tiêu h a, rối loạn giấc ngủ…[70],[107],[108]

1.5.1 Bài tập đánh giá tương tác xã hội

Chuột là loài c tính xã hội, iểu hiện mức độ cao về tương tác xã hội đối ứng, sống theo ổ, c hành vi tính dục và hành vi làm cha mẹ, c đặc tính đánh dấu lãnh thổ và hành vi gây hấn Các ài tập được thiết kế để liên quan tối đa đến các loại khiếm khuyết xã hội đặc iệt với tự kỷ

1.5.1.1 Tương tác xã hội đối ứng

Để đo lường được khuynh hướng tương tác giữa cặp chuột chưa trưởng thành hoặc trưởng thành c thể đặt chúng c ng nhau vào một lồng nuôi chuẩn hoặc một khu vực đặc iệt Các thông số đánh giá ao gồm mũi chạm mũi, mũi chạm ộ phận sinh dục, theo sau, đẩy, ò lên qua người hoặc luồn dưới thân, trèo qua, cưỡi và vật lộn Hành vi của động vật được máy thu hình ghi lại và các thông số được phân tích ởi nhà hành vi học hoặc ằng phần mềm phân tích hành vi tự động [107],[109]

1.5.1.2 Tiếp cận xã hội

Hành vi này cũng được đánh giá tự động hoặc quan sát ởi chuyên gia Gần đây, mê lộ ba uồng được sử dụng đánh giá hành vi xã hội của động vật khá chính xác và khách quan Thiết ị gồm ba uồng với hai uồng ên giống

nhau, ở mỗi uồng c một lồng nhỏ làm ằng các thanh kim loại, uồng trung tâm trống (Hình 1.2) Các thanh kim loại được đan vừa đủ để chuột ên trong lồng nhỏ và chuột ên ngoài c thể ngửi, nghe, nhìn, tiếp xúc nhưng ngăn các hành vi gây hấn và hành vi tính dục Đầu tiên, động vật được đặt vào uồng trung tâm để làm quen với thiết ị Sau đ , một chuột lạ, c ng giới được đặt vào lồng nhỏ ở uồng ên số 1, chuột nghiên cứu được đặt vào uồng trung tâm, cửa giữa ba uồng được mở thông Tính xã hội được xác định qua thời gian và số lần động vật dành nhiều hơn ở ên uồng c chuột so với ở ên chỉ

c lồng trống [107],[108]

Hình 1.2 Mê lộ ba uồng đánh giá tương tác xã hội

* guồn: theo Craw ey (2012) [108]

1.5.1.3 Ưu ti n xã hội

Ở ài tập mê lộ a uồng, phiên thứ hai, một chuột lạ c ng giới khác được đặt vào lồng nhỏ ở uồng ên số 2, chuột nghiên cứu được đặt vào uồng trung tâm, cửa giữa a uồng được mở thông Sự ưu tiên xã hội được xác định là chuột dành nhiều thời gian hơn ở uồng c chuột mới so với chuột

đã quen ở phiên thứ nhất Bài tập này cũng đánh giá sự nhận thức và trí nhớ

xã hội [107],[108]

1.5.2 Bài tập đánh giá sự giao tiếp, thông tin liên lạc

oài chuột giao tiếp, thông tin liên lạc như thế nào vẫn chưa hoàn toàn sáng tỏ Sử dụng âm thanh trong dải tần số siêu âm, tín hiệu khứu giác, thị giác, vị giác và xúc giác cũng g p phần vào việc truyền đạt thông tin và giao

tiếp xã hội của chúng Một số ài tập hành vi được thiết kế để đánh giá tín hiệu khứu giác và thính giác phát ra từ chuột và những đáp ứng với các tín hiệu đ ởi những chuột đồng loại [110],[111]

1.5.2.1 Đáp ứng với phero one nước tiểu

oài chuột tiết vào trong nước tiểu pheromone steroid c chức năng như chất đánh dấu lãnh thổ, đồng thời chúng iểu hiện mức độ cao sự quan tâm vào m i nước tiểu của những con chuột khác Điều này được phản ánh trong

xu hướng khám phá v ng tiết niệu sinh dục của chuột lạ, tìm hiểu dấu ấn m i nước tiểu trong lồng… Vì vậy, cho chuột tiếp xúc với thiết ị c m i của chuột lạ để đánh giá đáp ứng của chuột với tín hiệu khứu giác là một phương pháp đánh giá chức năng giao tiếp xã hội Hành vi của động vật được máy thu hình ghi lại và phân tích tự động hoặc ởi chuyên gia Các chỉ số đánh giá bao gồm số lần, thời gian ngửi và xu hướng ưu tiên khám phá m i c tính xã hội

so với m i không mang tính xã hội, m i của chuột mới so với m i của chuột

cũ [70],[107]

1.5.2.2 Thói quen và từ bỏ thói quen khứu giác với ùi hương xã hội

Chuột c xu hướng ngửi m i hương mới và nhanh ch ng quen với tính mới của n Đưa lặp lại những tăm ông c m i tương tự sẽ dẫn đến kết quả

là chuột ngày càng dành ít thời gian hơn để ngửi tăm ông sau mỗi lần lặp lại Đưa một tăm ông với m i hương mới sẽ phục hồi lại hành vi ngửi với mức

độ cao M i mang tính xã hội ở tăm ông ao gồm nước tiểu từ những con chuột khác hoặc rác ở đáy lồng chuột lạ M i xã hội gợi hành vi ngửi cao hơn

so với m i không c tính xã hội như hương thơm được chiết xuất từ các loại hoa, quả [70],[107]

1.5.2.3 Phát âm siêu âm

Chuột phát ra các âm thanh trong dải tần số siêu âm trong các tình huống khác nhau ao gồm tách chuột sơ sinh khỏi mẹ và ổ, tương tác xã hội ở chuột non, đáp ứng của chuột đực với m i nước tiểu của chuột cái C thể sử dụng