Gnotobiózis

A gnotobiózis olyan állat, amelyben csak bizonyos ismert baktériumtörzsek és más mikroorganizmusok vannak jelen. Technikailag a kifejezés magában foglalja a csíramentes állatokat is, mivel mikrobiális közösségeik állapota is ismert. A gnotobiotikus kifejezést azonban gyakran helytelenül állítják szembe a csíramentes kifejezéssel.

A gnotobiotikus állatok (más néven “gnotobioták” vagy “gnotobionták”) aszeptikus körülmények között születnek, ami magában foglalhatja az anyától császármetszéssel történő eltávolítást és az újszülött azonnali áthelyezését egy izolátorba, ahol minden beáramló levegő, élelmiszer és víz sterilizált. Az ilyen állatokat általában steril vagy mikrobiológiailag ellenőrzött laboratóriumi környezetben nevelik, és csak azoknak a mikroorganizmusoknak vannak kitéve, amelyeket a kutatók szeretnének az állatban jelen tudni. Ezeket a gnotobiotákat arra használják, hogy tanulmányozzák az állat és a testében esetleg élő egy vagy több mikroorganizmus közötti szimbiózis kapcsolatokat. Ez a technika azért fontos a mikrobiológusok számára, mert lehetővé teszi számukra, hogy egyszerre csak néhány kiválasztott szimbiózis kölcsönhatást tanulmányozzanak (lásd: Tudományos ellenőrzés), míg a normál körülmények között fejlődő állatok gyorsan olyan mikrobiótára tehetnek szert, amely több száz vagy ezer egyedi organizmust tartalmaz.

A gnotobiotikus telepen nevelt állatok gyakran gyengén fejlett immunrendszerrel, alacsonyabb szívműködéssel, vékony bélfallal és a fertőző kórokozókkal szembeni nagyfokú fogékonysággal rendelkeznek.

Az ilyen állatok az állattenyésztésben is felhasználhatók, különösen a sertéstenyésztésben. A császármetszéses szülés után ezeket az állatokat fokozatosan vezetik be természetes mikroflórájukba. Így elkerülhetők a nemkívánatos fertőzések, és gyorsabb növekedés érhető el.

Gnotobiotikus halakSzerkesztés

A halaknak számos előnyük van a gnotobiotikus kutatások modellszervezeteiként. A halak általában szaporodási eseményenként lényegesen több utódot hoznak világra, mint az emlősök. Ez akár több ezer ikrát is jelenthet, amelyek mindegyikét egy védő külső hártya, a chorion tartalmazza. Ez a kéreghártya lehetővé teszi, hogy az ikrákat a gnotobiotikus környezetben történő felnevelés előtt könnyen fertőtleníteni lehessen, így nincs szükség invazív műtétekre, például császármetszésre. További előnye, hogy a halikrák gyorsan fejlődnek, ami könnyen lehetővé teszi a többgenerációs vizsgálatokat. Az emlősökhöz hasonlóan a halak mikrobiótájának is tulajdonítottak szerepet a tápanyagemésztésben, az immunrendszer stimulálásában, a bélrendszer fejlődésében és más fontos élettani folyamatokban. Így a gnotobiotikus környezetben nevelt halak számos élettani változást mutathatnak a normál környezeti mikroorganizmusoknak kitett halakhoz képest.

Történelmileg a gnotobiotikus halakat modellszervezetként való jelentőségük miatt használták humán kutatásokhoz. A fenntartható élelmiszertermelés érdekében folytatott akvakultúra egyre nagyobb elterjedésével azonban egyre inkább előtérbe kerülnek a termelés maximalizálására és a fogságban tartott egészséges populációk fenntartására összpontosító gnotobiotikus vizsgálatok. Bár ezek a vizsgálatok egyre nagyobb jelentőséggel bírnak a tenyésztett halak táplálkozására és immunológiai folyamataira gyakorolt hatásuk miatt, a kutatások többségét még mindig csak néhány halfajon, például a zebrahalon végzik. Mivel jelenleg számos halfajt tenyésztenek akvakultúrában, a gnotobiotikai kutatásokban használt halfajok kis száma még mindig ismert korlátja ennek a növekvő területnek.