Animales gnotobióticos

Qué son los animales gnotobióticos

La palabra procede del griego γνωστός (gnōstós, «conocido») y βίος (bíos, «vida»). Literalmente: «vida conocida». Lo que se conoce y controla es el repertorio de microorganismos que habitan en el animal o, en el caso de los axénicos, su ausencia total. La idea de criar animales en un entorno completamente estéril se remonta a la década de 1890, cuando los microbiólogos empezaron a preguntarse si un mamífero podía sobrevivir sin bacterias. Los primeros éxitos reproducibles llegaron a finales de los años cincuenta del siglo XX, cuando varios grupos consiguieron mantener ratones, ratas y cobayas dentro de aisladores de acero y plástico con aire, agua y alimento esterilizados.

Para obtener un animal axénico, se practica una cesárea en condiciones de asepsia quirúrgica y se transfiere al recién nacido de inmediato a un aislador estéril. A partir de ahí, el investigador puede mantenerlo libre de toda flora (axénico) o colonizarlo con una o varias cepas bacterianas seleccionadas. Este segundo caso es, en sentido estricto, el animal gnotobiótico: un organismo cuyo ecosistema microbiano ha sido construido a medida.

Relevancia en la investigación sobre microbiota

El auge de los estudios sobre microbiota intestinal ha convertido a los gnotobiontes en una herramienta casi insustituible. En un animal convencional, el intestino alberga cientos de especies bacterianas cuyas interacciones resultan difíciles de desentrañar. Trabajar con un individuo axénico al que se le inocula una sola especie, o un consorcio de tres o cuatro, permite aislar el efecto de cada microorganismo sobre la inmunidad, el metabolismo o el desarrollo del tejido linfoide intestinal.

Russell Schaedler, en la Universidad Rockefeller, fue uno de los pioneros de este enfoque durante los años sesenta. Creó mezclas definidas de bacterias y las introdujo en ratones axénicos para estudiar la colonización del intestino. La llamada «Flora Schaedler alterada» (Altered Schaedler Flora, ASF) sigue empleándose como consorcio de referencia en laboratorios de todo el mundo, actualizada con ocho cepas que cubren los principales grupos bacterianos del tracto digestivo murino.

Características fisiológicas del animal axénico

Criarse sin microorganismos no sale gratis. Los animales axénicos presentan un ciego anormalmente dilatado (sobre todo en roedores), un tejido linfoide asociado al intestino poco desarrollado, paredes intestinales más delgadas y niveles bajos de inmunoglobulinas. Paradójicamente, su esperanza de vida en condiciones controladas suele ser mayor que la de los individuos convencionales, pero fuera del aislador resultan mucho más vulnerables a las infecciones, precisamente porque su sistema inmunitario no ha sido entrenado por la exposición microbiana temprana.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra gnotobiótico?

Del griego γνωστός (gnōstós, «conocido») y βίος (bíos, «vida»). Designa un organismo cuya carga microbiana se conoce al completo, ya sea porque carece de ella o porque le ha sido inoculada de forma controlada.

¿Es lo mismo un animal gnotobiótico que uno axénico?

No exactamente. El axénico es un caso particular dentro de la categoría gnotobiótica: es aquel que carece por completo de microorganismos detectables. Un gnotobiótico puede alojar uno, cinco o veinte microorganismos, siempre que todos ellos hayan sido introducidos de forma intencionada y se conozca su identidad. Un axénico es, si se quiere, un gnotobiótico con flora cero.

¿Qué relación tienen con los animales de laboratorio convencionales?

Los gnotobióticos son una categoría sanitaria dentro del espectro de los animales de laboratorio. El gradiente va de los convencionales (flora desconocida y no controlada) a los SPF (libres de patógenos específicos), pasando por los gnotobióticos (flora definida) y los axénicos (sin flora). La elección depende de las necesidades de cada experimento.

Referencias

1. Huerkamp MJ. Animales utilizados en investigación. Manual de veterinaria MSD.
2. Fernández-Cruz E et al. Bienestar animal y el uso de animales de laboratorio en la experimentación científica. Rev Argent Microbiol. 2014;46(2):77-79.
3. Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular. El animal de laboratorio: herramienta esencial en la investigación biomédica.
4. Herranz N, Vela JM. ¿Existen alternativas a los experimentos con animales?. Rev Esp Salud Pública. 2021;95.