Культивирование вирусов в живых биологических объектах. Генетика вирусов

1.

Кафедра микробиологии
3 курс факультета ветеринарной медицины
Дисциплина «Вирусология»
Тема: Культивирование вирусов в живых
биологических объектах. Генетика вирусов.
Лектор:
к.в.н., доцент Ф.М. Нургалиев

2.

Культивирование вирусов.
Культивирование вирусов производят для
накопления вируссодержащего материала
с целью изучения иммунобиологических,
антигенных, морфологических и других
свойств
вирусов,
а
также
для
приготовления биологических препаратов
(вакцин, гипериммунных сывороток и др.).

3.

• Известно, что вирусы являются облигатными
паразитами, т. е. репродуцируются только
внутри живых клеток. Поэтому до
настоящего времени не удалось получить
культуры вирусов в искусственной среде, не
содержащей живые клетки. Хотя за
последние годы появились сообщения
относительно
биосинтеза
компонентов
вирусов в системе разрушенных клеток.
Способность вирусов размножаться только в
живых
клетках
является
наиболее
характерным их свойством.

4.

Методы культивирования вирусов:
• 1) на восприимчивых домашних и
лабораторных животных (телята, мыши,
белые крысы, кролики, морские
свинки, хомяки,цыплята);
• 2) на развивающихся куриных
эмбрионах, деэмбрионированных
яйцах и эмбрионах других видов птиц;
• 3) в культурах ткани и клеток.

5.

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ВИРУСОВ НА ЕСТЕСТВЕННОВОСПРИИМЧИВЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ
ЖИВОТНЫХ
Последовательные
пассажи
вирусов
на
восприимчивых животных способствуют их
репродукции и усилению патогенности. Для
культивирования вирусов в каждом конкретном
случае подбирают наиболее чувствительных
домашних или лабораторных животных, в
организме которых сложились наиболее
благоприятные условия для репродукции.

6.

• Культивирование вирусов в
организме животных является
самым простым и древним
методом, например, еще Л. Пастер
с сотрудниками в 1885 г.
культивировал уличный вирус
бешенства в организме кроликов.

7.

• Следует отметить, что не все вирусы можно
культивировать в организме лабораторных
животных. Большая часть вирусов не
продуцируется подобным образом. Это
зависит от чувствительности животных к
вирусам. Например, вирус осповакцины
человека репродуцируется в организме
всех видов животных. Наоборот, вирус оспы
свиней репродуцируется только в
организме данного вида.

8.

Влияют на чувствительность животных к
вирусам следующие факторы:
• 1. Возраст. Наиболее восприимчивы
молодые животные - (мышата, крольчата и
др.), так как у них нет совершенной
системы защиты организма. Однако
эмбрионы некоторых животных,находясь в
утробе матери, начинают вырабатывать
специфическиеантитела. Например,
эмбрионы крупного рогатого скота с 6-ти
месячного возраста вырабатывают
антитела.

9.

• 2. Наличие неспецифических ингибиторов,
которые выполняют защитную функцию
организма. В организме молодых животных
низкое содержание ингибиторов, но с
возрастом их концентрация увеличивается
и соответственно повышается
сопротивляемость организма к вирусам.

10.

• 3. Пол животных. Наиболее
чувствительны особи
женскогопола – самки (болезнь
Марека), менее – мужского пола
(самцы).

11.

• 4. Генетические линии. Одни животные
более чувствительны, другие –резистентны.
Например, к болезни Марека резистентны
линии птиц. Это связано с проявлением
активных иммунологических реакций всего
макроорганизма в целом, а не с
проявлением клеточных факторов.

12.

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ВИРУСОВ В
РАЗВИВАЮЩИХСЯ КУРИНЫХ ЭМБРИОНАХ
Культивирование
вирусов
в
куриных
эмбрионах наиболее совершенный метод.
Впервые был применен Раусом в 1911 г. для
выделения вируса саркомы белых мышей. В
1931 г. Вудраффом и Гудпасчером заразили
хорион-аллантоисную оболочку куриного
эмбриона вирусом оспы птиц.

13.

• Вирусы, имеющие
эпителиотропные свойства (оспа,
осповакцина, оспа птиц,
ларинготрахеит и др.), успешно
развиваются на хорионаллантоисной оболочке, вызывая
макроскопически видимые
изменения.

14.

• Различные представители
миксовирусов (грипп А, В и С,
Ньюкаслская болезнь, классическая
чума птиц, эпидемический паротит,
инфекционный бронхит птиц,
вирусный гепатит утят, арбовирусы и
др.) хорошо репродуцируются в
курином эмбрионе при введении их в
аллантоисную полость.

15.

• Некоторые крупные вирусы
культивируются в желточном мешке
эмбриона,вакцинные штаммы вируса
чумы крупного рогатого скота
репродуцируются в эмбрионе при
внутривенном его заражении.

16.

• Культивирование в куриных
эмбрионах – наиболее доступный
и удобный метод как для
первичного выделения многих
вирусов животных, так и для
последующего культивирования их
в лаборатории.

17.

• Для культивирования используют
живые куриные эмбрионы 5...15суточного возраста. На
размножение вирусов в них
существенное влияние оказывают
температура инкубации, возраст
эмбрионов, метод заражения и
количество введенного вируса.

18.

• Существует несколько способов
заражения куриных эмбрионов 1)
на хорион-аллантоисную
оболочку; 2) в аллантоисную
полость; 3) в амниотическую
полость; 4) в желточный мешок.

19.

Недостатки метода культивирования вирусов
в куриных эмбрионах:
• 1) куриные эмбрионы могут быть
носителями микроорганизмов
(сальмонеллы, туберкулезная палочка), в
том числе вирусов (лейкоз птиц, бронхит
кур и др.) и противовирусных антител;
• 2) не все вирусы культивируются в куриных
эмбрионах.

20.

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ВИРУСОВ НА КУЛЬТУРАХ
ТКАНЕЙ И КЛЕТОК
• Впервые русский исследователь А. Е. Голубев в
1874 г. дал теоретическое обоснование
возможности культивирования тканей вне
организма. В 1885 г. профессор Харьковского
университета И. П. Скворцов поставил опыт по
культивированию клеток крови лягушек, птиц,
человека при летней температуре в 1%-м
растворе либиховского экстракта во влажной
камере; ему удалось выращивать клетки в
течение нескольких месяцев.

21.

• В 1907 г. американский эмбриолог Р.
Гаррисон длительно культивировал клетки
спинного мозга головастиков по методу
висячей капли, показав, что вне организма
функция нервных клеток сохраняется и из
них вырастают нервные волокна. Методика
Гаррисона была легко воспроизводима и
стала подлинным началом применения
метода культуры ткани.

22.

• Под культурой ткани и клеток
понимают кусочки органов и
тканей или отдельные их клетки,
которые сохраняют
жизнедеятельность и способность
размножаться в питательной среде
вне организма.

23.

• Культивирование клеток. Для
роста и размножения клеток вне
организма необходим комплекс
физико-химических факторов. Для
клеток млекопитающих и птиц
оптимальная температура
размножения колеблется в
пределах 36...38,5 ºС.

24.

• В зависимости от входящих
компонентов питательные среды
делят на две группы: 1)
содержащие естественные
компоненты (сыворотку,
амниотическую жидкость и др.); 2)
синтетические и
полусинтетические.

25.

Культуры тканей различают в
зависимости от условий
выращивания клеток.
• 1. Культуры переживающих тканей
в жидкой среде и на агаре,которые
или вообще не размножаются ин
витро, или дают оченьслабый
рост, т. е. в них отсутствует процесс
размножения клеток.

26.

• 2. Культуры растущих тканей
или клеток, активно
размножающиеся ин витро
при благоприятных условиях
питания.

27.

• Для культивирования вирусов широко
применяют культуры перевиваемых клеток,
т. е. культуры клеток, способных к
размножению вне организма
неопределенно длительное время.
Наиболее распространены культуры клеток,
выделенные из нормальных и раковых
тканей человека. Среди них широко
известна линия клеток Hela, полученная в
1951 г. От 16-летней девушки, у которой
была обнаружена карциномашейки матки.

28.

Преимущества перевиваемых клеток:
• 1) независимость от источников тканей, так
как клетки пересеваются бесконечно;
• 2) на клетки не влияют большие
концентрации антибиотиков;
• 3) соответствие стандартному состоянию.
• Недостатки перевиваемых клеток:
• 1) безграничный рост — свойство
опухолевых клеток;
• 2) быстрое наступление деструктивных
изменений.

29.

• Культура диплоидных клеток. Это
морфологически однородная популяция
клеток. Для нее характерны: 1)
стабильность в процессе культивирования
ин витро; 2) ограниченный срок жизни; 3)
наличие фаз стабилизации, активного роста
и старения; 4) сохранение в процессе
пассирования содержания каротина на
уровне исходной ткани; 5) отсутствие
компонентов (доклад Международного
комитета по клеточным культурам 1963 г.).

30.

ГЕНЕТИКА ВИРУСОВ
• Генетика (от греч. genesis — происхождение) – наука
о законах наследственности и изменчивости живых
организмов. Основоположник этой науки – чешский
естествоиспытатель Грегор Мендель (1865) впервые
экспериментально показал, что наследственное
вещество в клетках может быть разложено на
элементарные единицы, впоследствии названные
генами. Они передаются в поколениях без
изменений и могут быть прослежены у потомков в
форме четких наследственных признаков. Название
«ген» впервые предложил В. Иогансен в 1909 г.

31.

• В 1911 г. американский ученый Т. Морган
выдвинул хромосомную теорию
наследственности, которая, по существу,
определяет возникновение разных полов у
живых организмов. Передача и сохранение
специфических свойств, т. е. постоянство
признаков на протяжении ряда поколений,
у живых организмов и называется
наследственностью.

32.

• Установлено, что материальной основой
наследственности, определяющей
генетические свойства всех организмов, в
том числе бактерий и вирусов, служит
дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). У
РНК-содержащих вирусов генетическая
информация записана в РНК. Это
выдающееся открытие непосредственно
связано с исследованиями Триффитса,
который, изучая изменчивость
пневмококков, опубликовал в 1928 г.
результаты своих исследований.

33.

• Совокупность всех генов, которые
имеются у вируса, составляющего
данную популяцию, в вирусологии
называют генофондом вирусной
популяции, он обусловлен
генотипом данного вируса.

34.

• Генотип- это постоянное свойство вируса,
которое меняется только в результате
мутации. В свою очередь, мутационные
изменения в геноме вируса ведут к
изменению его генотипа. Наследственная
информация, содержащаяся в геноме,
обеспечивает воспроизводство вируса, а
генотипическое разнообразие,
представленное в генофонде, позволяет
вирусам приспособляться и выживать в
изменяющихся внешних условиях.

35.

• Фенотип – это совокупность всех
внешних и внутренних признаков,
а также функций данного вируса.
Фенотип не является постоянным
свойством, а может изменяться в
процессе его развития под
влиянием внешних условий.

36.

• Изменчивость – это разнообразие
признаков и свойств, которое
присуще всем живым организмам,
в том числе и вирусам.

37.

Кафедра микробиологии
3 курс факультета ветеринарной медицины
Дисциплина «Вирусология»
Тема: Культивирование вирусов в живых
биологических объектах. Генетика вирусов.
Лектор:
к.в.н., доцент Ф.М. Нургалиев