Gnotobiosi

Un animale gnotobiotico è un animale in cui sono presenti solo alcuni ceppi noti di batteri e altri microorganismi. Tecnicamente, il termine include anche gli animali privi di germi, dato che lo stato delle loro comunità microbiche è noto. Tuttavia, il termine gnotobiotico è spesso erroneamente contrapposto a germ-free.

Gli animali gnotobiotici (anche “gnotobiotes” o “gnotobionts”) sono nati in condizioni asettiche, che possono includere la rimozione dalla madre tramite taglio cesareo e il trasferimento immediato del neonato in un isolatore dove tutta l’aria, il cibo e l’acqua in entrata sono sterilizzati. Tali animali sono normalmente allevati in un ambiente di laboratorio sterile o microbiologicamente controllato, e sono esposti solo a quei microrganismi che i ricercatori desiderano avere presenti nell’animale. Questi gnotobioti sono usati per studiare le relazioni simbiotiche tra un animale e uno o più microrganismi che possono abitare il suo corpo. Questa tecnica è importante per i microbiologi perché permette loro di studiare solo poche interazioni simbiotiche selezionate alla volta (vedi Controllo scientifico), mentre gli animali che si sviluppano in condizioni normali possono acquisire rapidamente un microbiota che comprende centinaia o migliaia di organismi unici.

Gli animali allevati in una colonia gnotobiotica hanno spesso un sistema immunitario poco sviluppato, una gittata cardiaca inferiore, pareti intestinali sottili e un’alta suscettibilità agli agenti patogeni infettivi.

Tali animali possono anche essere usati nella produzione animale, specialmente nell’allevamento dei maiali. Dopo il parto cesareo, questi animali vengono introdotti alla loro microflora naturale in modo graduale. Questo evita infezioni indesiderate e porta ad una crescita più veloce.

Pesci gnotobioticiModifica

I pesci hanno numerosi vantaggi come organismi modello per la ricerca gnotobiotica. In generale, i pesci hanno un numero significativamente più alto di figli per evento riproduttivo rispetto ai mammiferi. Questo può variare fino a migliaia di uova, ognuna delle quali è contenuta in una membrana esterna protettiva, il corion. Questa membrana del corion permette alle uova di essere facilmente igienizzate prima dell’allevamento in un ambiente gnotobio, eliminando la necessità di eseguire interventi chirurgici invasivi come il taglio cesareo. Un altro vantaggio è che le uova di pesce si sviluppano rapidamente, permettendo facilmente studi multigenerazionali. Come nei mammiferi, il microbiota dei pesci è stato attribuito alla digestione dei nutrienti, alla stimolazione del sistema immunitario, allo sviluppo intestinale e ad altri importanti processi fisiologici. Così i pesci allevati in un ambiente gnotobiotico possono mostrare numerosi cambiamenti fisiologici rispetto a quelli esposti ai normali microrganismi ambientali.

Storicamente i pesci gnotobiotici sono stati utilizzati per la ricerca umana a causa della loro importanza come organismo modello. Tuttavia, con l’aumento della prevalenza dell’acquacoltura per la produzione di cibo sostenibile, gli studi gnotobiotici focalizzati sulla massimizzazione della produzione e sul mantenimento di popolazioni sane in cattività stanno diventando più prevalenti. Sebbene questi studi stiano diventando sempre più importanti per le loro implicazioni sui processi alimentari e immunologici dei pesci d’allevamento, la maggior parte della ricerca è ancora condotta solo su alcune specie di pesci, come il pesce zebra. Dal momento che ci sono molte specie di pesci attualmente allevate in acquacoltura, il numero ridotto di specie ittiche utilizzate nella ricerca gnotobiotica è ancora una nota limitazione per questo campo in crescita.