Gnotobiose

Et gnotobiotisk dyr er et dyr, hvor der kun findes visse kendte bakteriestammer og andre mikroorganismer. Teknisk set omfatter udtrykket også bakteriefri dyr, da status for deres mikrobielle samfund også er kendt. Udtrykket gnotobiotisk bliver dog ofte fejlagtigt sat i modsætning til bakteriefri.

Gnotobiotiske dyr (også “gnotobiotes” eller “gnotobionts”) fødes under aseptiske forhold, hvilket kan omfatte fjernelse fra moderen ved kejsersnit og øjeblikkelig overførsel af den nyfødte til en isolator, hvor al indkommende luft, mad og vand er steriliseret. Sådanne dyr opdrættes normalt i et sterilt eller mikrobielt kontrolleret laboratoriemiljø, og de udsættes kun for de mikroorganismer, som forskerne ønsker at have i dyret. Disse gnotobioter anvendes til at studere de symbiotiske forhold mellem et dyr og en eller flere af de mikroorganismer, der kan leve i dets krop. Denne teknik er vigtig for mikrobiologer, fordi den giver dem mulighed for kun at studere nogle få udvalgte symbiotiske interaktioner ad gangen (se videnskabelig kontrol), hvorimod dyr, der udvikler sig under normale forhold, hurtigt kan få en mikrobiota, der omfatter hundredvis eller tusindvis af unikke organismer.

Dyr, der opdrættes i en gnotobiotisk koloni, har ofte et dårligt udviklet immunsystem, lavere hjerteydelse, tynde tarmvægge og stor modtagelighed over for infektiøse patogener.

Disse dyr kan også anvendes i animalsk produktion, især i forbindelse med opdræt af svin. Efter kejsersnitfødslen introduceres disse dyr trinvis til deres naturlige mikroflora. Herved undgås uønskede infektioner og fører til hurtigere vækst.

Gnotobiotiske fiskRediger

Fisk har en lang række fordele som modelorganismer til gnotobiotisk forskning. Generelt har fisk generelt et betydeligt højere antal afkom pr. reproduktionsbegivenhed sammenlignet med pattedyr. Det kan være op mod tusindvis af æg, som hver især er indeholdt i en beskyttende ydre membran, chorion. Denne chorionmembran gør det muligt let at desinficere æggene inden opdræt i et gnotobiotisk miljø, hvilket gør det unødvendigt at foretage invasive operationer som f.eks. kejsersnit. En anden fordel er, at fiskeæg udvikler sig hurtigt, hvilket gør det nemt at gennemføre flergenerationsundersøgelser. Ligesom hos pattedyr er fiskens mikrobiota blevet tilskrevet fordøjelsen af næringsstoffer, stimulering af immunsystemet, tarmens udvikling og andre vigtige fysiologiske processer. Således kan fisk opdrættet i et gnotobiotisk miljø udvise talrige fysiologiske ændringer sammenlignet med fisk, der udsættes for normale miljømikroorganismer .

Historisk set er gnotobiotiske fisk blevet anvendt til human forskning på grund af deres betydning som modelorganisme. Men med den øgede udbredelse af akvakultur til bæredygtig fødevareproduktion bliver gnotobiotiske undersøgelser, der fokuserer på at maksimere produktionen og opretholde sunde populationer i fangenskab, mere og mere udbredt. Selv om disse undersøgelser bliver stadig vigtigere på grund af deres betydning for de ernæringsmæssige og immunologiske processer hos opdrættede fisk, er størstedelen af forskningen stadig kun udført på nogle få fiskearter, f.eks. zebrafisk. Da der i øjeblikket er mange fiskearter, der opdrættes i akvakultur, er det lille antal fiskearter, der anvendes i gnotobiotisk forskning, stadig en kendt begrænsning for dette voksende område.