Задачи и модели культивирования
Культивирование вирусных агентов является ключевым этапом перехода к методам лабораторной диагностики. Разведение вирусов необходимо для решения трех фундаментальных задач:
- Лабораторная диагностика инфекционных заболеваний у пациентов.
- Научные цели, включающие в себя детальное изучение патогенеза инфекций и механизмов формирования иммунитета.
- Производственные задачи, направленные на получение специфических диагностических препаратов и вакцин.
Для успешного выращивания вирусов в современной вирусологии применяют три основные биологические модели (среды для культивирования):
- Лабораторные животные (in vivo).
- Развивающиеся эмбрионы птиц (чаще всего используются куриные).
- Культуры клеток или тканей (in vitro).
Этапы анализа выращенных вирусов
При работе с вирусными культурами существует важное методологическое различие между обнаружением возбудителя и его точным распознаванием. Этот процесс строго делится на два последовательных этапа.
Индикация вируса Суть индикации заключается в обнаружении самого факта репродукции (размножения) вируса в предоставленной биологической модели. Метод основан на выявлении биологических свойств возбудителя и особенностей его взаимодействия с живыми клетками (например, регистрация цитопатического действия, которое вирус оказывает на инфицированную клетку).
Идентификация вируса Суть идентификации — это точное определение таксономической принадлежности обнаруженного вируса (его вида и типа). Этот этап реализуется с помощью иммунологических реакций. В их основе лежит специфическое взаимодействие антигенов выращенного вируса с заранее известными лабораторными антителами.
Культивирование в организме лабораторных животных
Это исторически первая биологическая модель (in vivo). Наиболее часто в качестве объектов для заражения выступают взрослые или новорожденные белые мыши. Также могут использоваться хомяки, кролики, обезьяны и другие животные.
Особенности заражения и индикации Способы заражения животных строго зависят от тропизма вируса — его природного сродства к определенным тканям организма. В зависимости от этого выбираются пути введения материала: подкожно, внутримышечно, интраназально или интрацеребрально (непосредственно в головной мозг).
Индикация репродукции (оценка результатов) проводится по следующим критериям:
- Появление видимых клинических симптомов болезни у животного.
- Патоморфологические изменения в тканях и органах, выявляемые при вскрытии.
- Постановка реакции гемагглютинации (РГА). Она проводится с суспензией, приготовленной из органов зараженного животного, и позволяет выявить вирусы, обладающие способностью склеивать эритроциты.
Ограничения метода В настоящее время эта модель используется редко. Главные причины: выраженная видовая невосприимчивость животных ко многим вирусам человека, высокий риск контаминации (загрязнения) эксперимента посторонними микробами, значительные экономические затраты на содержание вивария и серьезные этические соображения.
Культивирование в куриных эмбрионах
Данный метод является исторически значимым и до сих пор широко применяется в промышленности, несмотря на наличие определенных ограничений. В качестве объекта используются развивающиеся куриные эмбрионы в возрасте от 5 до 12 дней.
Техника работы и спектр вирусов Техника заражения подразумевает введение исследуемого материала в различные полости зародыша (аллантоисную или амниотическую), либо непосредственно в его ткани. Этот метод обладает высокой эффективностью для культивирования вирусов гриппа, герпеса, натуральной оспы и ряда других возбудителей.
Преимущества и недостатки К неоспоримым преимуществам модели относятся:
- Возможность накопления вирусной массы в очень больших количествах.
- Полное отсутствие скрытых (латентных) вирусных инфекций у самого эмбриона, что делает среду «чистой».
- Высокая экономическая доступность и простота реализации для любой лаборатории.
Ключевой недостаток метода — многие вирусы физически не способны размножаться в тканях эмбрионов птиц.
Как понять, что вирус размножился (Индикация)? О факте репродукции вируса в эмбрионе судят по гибели зародыша, появлению специфических поражений на его теле или оболочках (оспины, локальные кровоизлияния), а также по положительной реакции гемагглютинации (РГА), которую ставят с жидкостью, извлеченной из полостей инфицированного эмбриона.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие виды клеточных культур применяют для выращивания вирусов in vitro?
Для выращивания вирусов in vitro применяют несколько видов клеточных культур.
- Первичные культуры — культуры клеток тканей человека.
- Перевиваемые культуры — культуры клеток тканей человека.
- Диплоидные фибробласты — фибробласты человека, требующие длительной инкубации.
- Культуры клеток эмбриона свиньи — применяются для выделения некоторых вирусов (например, флавивирусов).
- Культуры быстрорастущих клеток — используются в вирусологическом методе для выделения ДНК-вирусов.
Какие конкретно иммунологические реакции используют для идентификации вирусов?
Для идентификации вирусов используют иммунологические реакции, основанные на взаимодействии антигенов вируса с известными антителами.
- РН — реакция нейтрализации (в культуре клеток или на мышах, с использованием типоспецифических сывороток).
- РИФ — реакция иммунофлюоресценции.
- ИФА — иммуноферментный анализ.
- РСК — реакция связывания комплемента.
- РТГА — реакция торможения гемагглютинации (например, с эритроцитами гусей).
- РПГА — реакция пассивной гемагглютинации.
Какие методы индикации вирусов применяют в культурах клеток, помимо оценки цитопатического действия?
Помимо оценки цитопатического действия, для индикации вирусов в культурах клеток применяют следующие методы:
- Образование внутриклеточных включений — выявление скоплений вирусных частиц или их компонентов; включения могут быть внутриядерными или цитоплазматическими околоядерными.
- Феномен бляшкообразования — обнаружение негативных колоний вируса («стерильных» пятен в слое клеток под агаровым покрытием).
- Реакции гемадсорбции и гемагглютинации — выявление взаимодействия вируса с эритроцитами; при гемадсорбции эритроциты прилипают к заражённым клеткам.
- «Цветная» реакция (цветная проба) — регистрация изменения pH среды.
Чтобы запомнить этапы работы с вирусом, используйте ассоциацию: «Сначала ИНДИкатор загорается (Индикация — есть ли вирус вообще?), а затем мы смотрим в ID-карту (Идентификация — кто именно этот вирус?)».
Что ещё разобрать по теме
- Цитопатическое действие (ЦПД) вирусов на клетки
- Механизм реакции гемагглютинации (РГА)
- Иммунологические реакции для идентификации вирусов
- Тропизм вирусов: механизмы сродства к тканям
- Культуры клеток (in vitro) как третья модель культивирования
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Культивирование вирусов» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Физиология микробов»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.