Культивирование вирусов

Задачи и модели культивирования

Культивирование вирусных агентов является ключевым этапом перехода к методам лабораторной диагностики. Разведение вирусов необходимо для решения трех фундаментальных задач:

1. Лабораторная диагностика инфекционных заболеваний у пациентов.
2. Научные цели, включающие в себя детальное изучение патогенеза инфекций и механизмов формирования иммунитета.
3. 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.

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

Другие темы раздела «Физиология микробов»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.