W komentarzu dla biotechnologia.pl, profesor Tore Midtvedt z Karolinska Institutet w Szwecji stwierdził, że znaczenie gnotobiologii jest ważniejsze niż kiedykolwiek, ponieważ reprezentuje ona podstawy i jest punktem odniesienia w wielu badaniach. Dodaje także, że dzięki niej możliwe jest "zdemaskowanie wzajemnych zależności pomiędzy gospodarzem i mikroorganizmami na poziomie epigenetycznym, o fizjologicznym i patofizjologicznym znaczeniu."
Profesor i doktor nauk medycznych oraz prezes International Association of Gnotobiology, Borys Shenderow, w wypowiedzi dla biotechnologia.pl wyraża nadzieję, że zbliżające się wydarzenie naukowe w Sankt Petersburgu będzie okazją do rozpowszechnienia i wymiany wiedzy pomiędzy specjalistami w dziedzinach gnotobiologii, mikrobiologicznej ekologii, biomedycyny, nauk weterynaryjnych oraz biotechnologii.
"Dajcie mi punkt oparcia, a poruszę ziemię"
Wiemy już, że symbiotyczne mikroorganizmy kolonizują zarówno nisze na zewnątrz, jak i wewnątrz wielokomórkowych organizmów (w tym także człowieka). Wiemy również, że organizm gospodarza ma kluczowy wpływ na rozwój "goszczonej" przez siebie mikroflory. Jednocześnie, mikroorganizmy te wpływają na wzrost i rozwój gospodarza, wpływając na liczne procesy w nim przebiegające. Stąd też pojęcie "host-microbe cross-talk" – dialogu pomiędzy mikroflorą i gospodarzem. Człowiek nie jest odpowiednim narzędziem do badania tych zależności, ponieważ każdy z nas ma unikalny epigenotyp i w związku z tym trudno kontrolować wpływ warunków środowiskowych. Drogą do poznania mechanizmów działania poszczególnych elementów systemów biologicznych jest bardzo często usunięcie danego elementu. Na to, w jaki sposób poddać analizie efekty oddziaływania bakterii na stan zdrowia człowieka naukowcy wpadli już w latach pięćdziesiątych XX wieku. Co by było, gdyby organizm rozwijał się w zupełnie sterylnych warunkach? Odpowiedzi na to pytanie szukano już w 1959 roku, hodując myszy, szczury i kurczęta ograniczając ich kontakt z mikroorganizmami – zwierzęta gnotobiotyczne. O tym jak ważna jest mikroflora jelitowa w rozwoju organizmów świadczy fakt, że zwierzęta hodowane w gnotobiotycznych izolatorach mają słabo rozwinięty układ odpornościowy, niższą pojemność minutową serca, cieńsze ściany jelita oraz większą podatność na patogenne infekcje.
Jak twierdzi prof. Borys Shenderow w wypowiedzi dla biotechnologia.pl, jest potrzeba wypracowania hodowli różnych, ustandaryzowanych mikrobiologicznie zwierząt, z których mogłyby korzystać ośrodki naukowe tak, aby zapewnić powtarzalność wyników eksperymentów. Zaleca także, aby zwrócić uwagę na przeanalizowanie wpływu mikrobiologicznych środowisk innych niż powszechnie badana mikroflora jelitowa (np. środowisko skóry lub dróg oddechowych) poprzez stworzenie nowych zwierzęcych modeli. Połączenie szerokiej wiedzy zdobytej dzięki badaniom na tych zwierzętach z bioinformatycznymi bazami danych opartymi m.in na metagenomice może być w przyszłości narzędziem do projektowania funkcjonalnego jedzenia oraz leków.
Ponieważ termin gnotobiotyczny jest często błędnie zestawiany z pojęciem germ-free, poniżej zamieszczamy krótki słowniczek, który rozwieje wszystkie wątpliwości w tym temacie.
Zwierzęta gnotobiotyczne to:
- germ free (GF) – wolne od wszystkich wykrywalnych mikroorganizmów i pasożytów,
- monobionty – zwierzęta GF celowo zasiedlone jednym,
- dibionty – dwoma,
- polibionty – lub wieloma określonymi rodzajami mikroorganizmów
W badaniach laboratoryjnych stosowane są także:
- zwierzęta SPF (Specified Pathogen Free) – zwierzęta wolne od określonych, swoistych dla gatunku mikroorganizmów i pasożytów, hodowane za ścisłą barierą higieniczną
- zwierzęta konwencjonalne – służą one jako porównanie efektów eksperymentu na zwierzętach GF
- CV-I – hodowane w warunkach kontrolowanych, poddane częściowej izolacji
- CV – hodowane w warunkach otwartych
Aleksandra Kowalczyk
KOMENTARZE