Сучасні погляди на природу і походження вірусів. Місце вірусів у системі живого. Методи культивування вірусів та їх оцінка
Походження вірусів
Віруси - збірна група, яка не має спільного предка. В даний час існує кілька гіпотез, що пояснюють походження вірусів.
Вважається, що великі ДНК-віруси походять від більш складних (і, можливо, клітинних, таких як сучасні мікоплазми і рикетсії), внутрішньоклітинних паразитів, які втратили значну частину свого геному. І дійсно, деякі великі ДНК-віруси (мімівіруса, вірус віспи) кодують функціонально надлишкові на перший погляд ферменти, очевидно, що залишилися їм у спадок від складніших форм існування. Слід також зазначити, що деякі вірусні білки не виявляють ніякої гомології з білками бактерій, архей і еукаріот, що свідчить про порівняно давнє відокремлення цієї групи. Походження деяких РНК-вірусів пов'язують з віроідами.
Положення вірусів у системі живого
Віруси мають генетичні зв'язки з представниками флори і фауни Землі. Згідно з останніми дослідженнями, геном людини більш ніж на 32% складається з інформації, кодованої вірус-подібними елементами і транспозони. За допомогою вірусів може відбуватися так званий горизонтальний перенос генів (ксенологія), тобто передача генетичної інформації не від батька до сина і так далі, а між двома неспорідненими особинами. Так в геномі вищих приматів існує білок сінцітін, який, як вважається, був привнесений ретровірусом. Іноді віруси утворюють з тваринами симбіоз.
Методи культивування вірусів.
Культури клітин. Приготування первинної культури клітин складається з декількох послідовних етапів: подрібнення тканини, роз'єднання клітин шляхом тріпсінізаціі, відмивання отриманої однорідної суспензії ізольованих клітин від трипсину з наступним суспензуванням клітин у живильному середовищі, що забезпечує їх зростання, наприклад в середовищі 199 з додаванням телячої сироватки крові.
Перещеплювані культури на відміну від первинних адаптовані до умов, що забезпечує їм постійне існування, і зберігаються протягом декількох десятків пасажів.
Перещеплювані одношарові культури клітин готують із злоякісних і нормальних ліній клітин, що володіють здатністю тривалий розмножуватися в певних умовах. До них відносяться злоякісні клітини HeLa, спочатку виділені з карциноми шийки матки, Нер-3 (з лімфоїдної карциноми), а також нормальні клітини амніону людини, нирок мавпи.
До напівперещеплюваних культур відносяться диплоїдні клітини людини. Вони являють собою клітинну систему, що зберігає в процес 50 пасажів (до року) диплоїдний набір хромосом, типовий для соматичних клітин використовуваної тканини. Диплоїдні клітини людини не зазнають злоякісного переродження і цим вигідно відрізняються від пухлинних.
Про розмноження (репродукції) вірусів в культурі клітин судять по цитопатичній дії (ЦПД), яке може бути виявлена мікроскопічно і характеризується морфологічними змінами клітин.
Характер ЦПД вірусів використовують як для їх виявлення (індикації), так і для орієнтовної ідентифікації, тобто визначення їх видової приналежності.
Один з методів індикації вірусів заснований на здатності поверхні клітин, в яких вони репродукуються, адсорбувати еритроцити - реакція гемадсорбції. Для її постановки в культуру клітин, заражених вірусами, додають суспензію еритроцитів і після деякого часу контакту клітини промивають ізотонічним розчином хлориду натрію. На поверхні уражених вірусами клітин залишаються прилип еритроцити.
Інший метод - реакція гемаглютинації (РГ). Застосовується для виявлення вірусів у культуральній рідини культури клітин або хоріоналлантоісній або амніотичній рідині курячого ембріона.
Кількість вірусних частинок визначають методом титрування за ЦПД в культурі клітин. Для цього клітини культури заражають десятикратним розведенням вірусу. Після 6-7-денної інкубації їх дивляться на наявність ЦПД. За титр вірусу приймають найбільше розведення, яке викликає ЦПД в 50% заражених культур. Титр вірусу висловлюють кількістю цитопатичних доз.
Більш точним кількісним методом обліку окремих вірусних частинок є метод бляшок.
Деякі віруси можна виявити та ідентифікувати за включеннями, які вони утворюють в ядрі чи цитоплазмі заражених клітин.
Курячі ембріони. Курячі ембріони в порівнянні з культурами клітин значно рідше бувають контаміновані вірусами та мікоплазмами, а також володіють порівняно високою життєздатністю і стійкістю до різних впливів.
Для отримання чистих культур рикетсій, хламідій і ряду вірусів у діагностичних цілях, а також для приготування різноманітних препаратів (вакцини, діагностикуми) використовують 8-12-денні курячі ембріони. Про розмноження згаданих мікроорганізмів судять по морфологічних змінах, що виявляються після розтину ембріона на його оболонках.
Про репродукції деяких вірусів, наприклад грипу, віспи, можна судити з реакції гемаглютинації (РГА) з курячими або іншими еритроцитами.
До недоліків даного методу відносяться неможливість виявлення досліджуваного мікроорганізму без попереднього розтину ембріона, а також наявність в ньому великої кількості білків та інших сполук, що ускладнюють подальшу очистку рикетсій або вірусів при виготовленні різних препаратів.
Лабораторні тварини. Видова чутливість тварин до певного вірусу і їх вік визначають репродуктивну здатність вірусів. У багатьох випадках тільки новонароджені тварини чутливі до того чи іншого вірусу (наприклад, миші-сосунки - до вірусів Коксакі).
Перевага даного методу перед іншими полягає в можливості виділення тих вірусів, які погано репродукуються в культурі або ембріоні. До його недоліків відносяться контамінація організму піддослідних тварин сторонніми вірусами та мікоплазмами, а також необхідність подальшого зараження культури клітин для отримання чистої лінії даного вірусу, що подовжує терміни дослідження.