II Specificații de calitate microbiologică
Animalele gnotobiotice, fie că sunt axenice (de ex, fără germeni) sau asociate cu un microbiom definit constând în câteva bacterii nepatogene, reprezintă o mică parte din animalele utilizate în cercetare; cu toate acestea, este probabil ca utilizarea lor să crească odată cu creșterea cercetărilor privind influențele profunde și efectele diverse ale microbiomului asupra sănătății umane și răspunsurile experimentale ale modelelor de cercetare (Bech-Nielsen et al., 2012; Friswell et al., 2010; Grada și Weinbrecht, 2013). După cum s-a menționat deja, majoritatea animalelor de laborator sunt denumite SPF pentru a indica faptul că s-a demonstrat de către HM că sunt lipsite de agenții patogeni de pe o listă de excludere.
Listele de excludere pentru rozătoare, iepuri și alte specii comune de animale de laborator au fost armonizate în mod substanțial în întreaga lume dezvoltată datorită eforturilor organizațiilor de știință a animalelor de laborator (Guillen, 2012; Nicklas, 2008; Nicklas et al., 2002), precum și globalizării cercetării biomedicale. În plus, concurența pentru clienți încurajează vânzătorii să ofere animale SPF fără agenți patogeni nou descoperiți și laboratoarele de diagnosticare să dezvolte teste pentru acești agenți patogeni (Shek, 2000). Listele de excludere pentru șoarecii și șobolanii SPF sunt mai extinse decât cele pentru iepuri și alte specii comune de animale de laborator din mai multe motive. În primul rând, având în vedere că șoarecii și șobolanii reprezintă marea majoritate a animalelor utilizate în cercetare, este de la sine înțeles că se cunosc mai multe despre agenții patogeni indigeni ai acestora decât despre cei ai altor specii de animale de laborator mai puțin utilizate. Diversitatea tulpinilor de rozătoare mutante imunodeficitare de rumegătoare consangvinizate, precum și a tulpinilor de rozătoare imunodeficitare modificate genetic și în mod natural, foarte sensibile la boli infecțioase (Compton et al., 2003; Franklin, 2006), împreună cu metodele sensibile de imunoanaliză (Smith, 1986b) și cu progresele în domeniul geneticii moleculare (Compton și Riley, 2001), a contribuit la descoperirea și caracterizarea agenților patogeni ai rozătoarelor (Fox et al., 1994; Ward et al., 1994a) care se dovedesc a fi cauza unor infecții omniprezente și inaparente ale coloniilor de rozătoare de laborator (Hsu et al., 2006; Shames et al., 1995). În plus, predominanța modelelor de cercetare pe rozătoare murine a oferit stimulente puternice pentru laboratoarele de diagnosticare și pentru vânzătorii de produse pentru a dezvolta și a oferi teste serologice și PCR specifice pentru agenți patogeni virali și alți agenți patogeni microbieni fastidioși – care nu pot fi detectați prin examinare microscopică directă sau prin izolare culturală – imediat după descoperirea lor. În schimb, vânzătorii comerciali și laboratoarele de diagnosticare au avut o cerere redusă din partea comunităților de cercetare și de medicină animală de laborator pentru a oferi teste serologice și PCR de rutină pentru virusurile iepurilor recunoscute cu zeci de ani în urmă, cum ar fi parvovirusul lapin (Matsunaga și Matsuno, 1983) (despre care secvențierea a arătat recent că este un bocavirus (comunicare personală, K Henderson)), coronavirusul enteric al iepurilor (Deeb et al, 1993; Descoteaux și Lussier, 1990; Descoteaux et al., 1985) și herpesvirusul 2 al leporidelor (Matsunaga și Yamazaki, 1976). În cele din urmă, rederivarea prin histerectomie sau transfer de embrioni (ET) pentru a elimina toți agenții patogeni exogeni este practica standard pentru șoarecii și șobolanii SPF, dar nu și pentru alte specii.
Listele de excludere SPF pentru șoareci și șobolani au inclus toți virușii exogeni cunoscuți, indiferent de virulență, deoarece, în calitate de paraziți intracelulari obligatorii, virușii sunt în mod inerent invazivi; în plus, chiar și infecțiile virale necitopatice s-au dovedit a altera metabolismul celulelor gazdă (Oldstone și colab, 1982). Cu toate acestea, aderarea strictă la dogma excluderii tuturor virușilor exogeni de la șoarecii și șobolanii SPF a devenit nepractică în multe instituții de cercetare, unde infecțiile asimptomatice cu MNV, în principal la șoarecii modificați genetic, sunt considerate a fi prea răspândite pentru a fi eliminate. Tehnicile de genetică moleculară de ultimă generație au descoperit recent un astrovirus murin (Farkas et al., 2012), posibil mai răspândit la șoareci decât MNV, și vor descoperi cu siguranță și alte virusuri prevalente care au scăpat până acum de detectare, deoarece acestea, la fel ca MPV, MNV și astrovirusul murin, se adaptează foarte bine la gazdă și sunt, în general, apatogene chiar și pentru gazdele imunodeficiente. După cum s-a menționat, listele de excludere virală pentru iepuri și alte specii de animale de laborator sunt mai puțin cuprinzătoare decât pentru rozătoarele murine.
Ectoparaziții, helminții, protozoarele patogene, bacteriile și ciupercile fac parte din listele de excludere ale tuturor speciilor de animale SPF. Bacteriile și ciupercile patogene excluse pentru animalele SPF se disting în principal de organismele comensale și autohtone (adică indigene) prin capacitatea lor de a traversa barierele anatomice și biochimice pentru a se stabili în nișe lipsite de alte microorganisme, cum ar fi tractul respirator inferior și cel urogenital, organele interne și intracelular (Casadevall și Pirofski, 2000; Council, 2009; Merrell și Falkow, 2004). Patogenitatea nu este neapărat o caracteristică imuabilă a speciei microbiene, deoarece, în mod normal, microbii comensali, cum ar fi Escherichia coli, au fost transformați în agenți patogeni prin achiziția de gene de virulență transferate de la alte bacterii în elemente genetice mobile, cum ar fi plasmidele, fagii și transpozonii (Dobrindt et al., 2004).
Microbii sunt clasificați ca agenți patogeni primari dacă pot provoca boli la gazde imunocompetente. Exemplele includ Salmonella, Mycoplasma pulmonis, Helicobacter hepaticus și Clostridium piliforme (etiologia bolii Tyzzer). Agenții patogeni oportuniști, cum ar fi Pseudomonas aeruginosa, streptococii β-hemolitici, Staphylococcus aureus și ciupercile Pneumocystis, provoacă boli în principal la gazdele imunocompromise, fie că sunt (1) imunodeprimați prin iradiere sau chimioterapie (Bosma et al., 1983; Cryz et al., 1983; Flynn, 1963; Homberger et al, 1993; Rosen și Berk, 1977; Rosen și Berk, 1977; Waggie și colab., 1988; Walzer și colab., 1989; Weir și colab., 1986; Weisbroth și colab., 1999) sau (2) imunodeficienți în mod inerent, cum ar fi șoarecii atîmici nude și șoarecii cu imunodeficiență combinată severă (SCID) (Bosma și colab., 1983; Clifford și colab., 1995; Dole și colab., 2013b; Henderson și colab., 2012; Pantelouris, 1968; Ward și colab., 1996). În cea mai mare parte, doar agenții patogeni microbieni primari sunt incluși în listele de excludere din SPF pentru animalele imunocompetente. Oportuniștii sunt adăugați, în principal de către vânzătorii comerciali, pe listele pentru liniile imunodeficiente și liniile mutante modificate genetic. Deoarece nu este neobișnuit ca oportuniștii, cum ar fi S. aureus, să provoace îmbolnăviri în cazul tulpinilor standard (adică neprotejate genetic) de rozătoare imunocompetente (Besch-Williford și Franklin, 2007), care sunt adesea utilizate în programele de rederivare și de reproducere pentru liniile modificate genetic, a crescut cererea de tulpini standard de rozătoare imunocompetente și de stocuri fără agenți patogeni oportuniști, precum și primari. Acest subgrup de animale SPF a fost denumit SOPF, pentru specific oportunistic pathogen-free.
Pentru a rezuma, agenții infecțioși de pe listele de excludere SPF sunt determinați de criterii generale și specifice instituției. În general, listele de excludere din SPF a șoarecilor și șobolanilor sunt mai cuprinzătoare decât cele ale unor specii de animale mai puțin populare, deoarece au fost identificați și studiați mai mulți agenți patogeni virali murini indigeni și microbieni adaptați la gazdă; testele serologice și PCR sunt puse la dispoziție pentru agenții patogeni murini la scurt timp după descoperirea lor; iar rederivarea pentru a elimina toți agenții patogeni exogeni din populațiile de șoareci și șobolani SPF este o practică standard. Listele de excludere din SPF ale tuturor speciilor conțin, de obicei, ectoparaziți, endoparaziți și microbi clasificați ca agenți patogeni primari, precum și virusuri; vânzătorii adaugă adesea agenți patogeni oportuniști pentru modelele murine mutante imunodeficiente și modificate genetic.
Conformarea cu standardele de consens pentru SPF poate fi problematică într-o instituție dacă prevalența infecției este ridicată sau dacă sistemele și practicile de barieră sunt inadecvate pentru a preveni reapariția și răspândirea infecțiilor adventive. Multe instituții academice cu activitate intensivă de cercetare au decis că beneficiile eliminării infecțiilor prevalente cu agenți recent recunoscuți, cum ar fi MNV și Helicobacter, care produc rareori boli și/sau au fost endemice în coloniile lor de cercetare timp de mulți ani, sunt depășite de perturbarea cercetării și de costurile aferente. Cu toate acestea, eliminarea (și excluderea) agenților patogeni prevalenți și respectarea standardelor de consens privind SPF reduc riscul ca un agent patogen să infecteze alte colonii și să interfereze cu cercetarea și simplifică schimbul de modele animale și studiile de colaborare cu alți cercetători și instituții.
.