Тема 3. Клітинні культури у вірусології

Зміст

Теоретична частина

Класифікація тваринних культур клітин

Одношарові культури клітин

Суспензійні культури клітин

Зберігання культур клітин

Умови культивування клітин in vitro

Поживні середовища

Методи виявлення та ідентифікації вірусів у клітинних культурах

Цитопатична дія

Внутрішньоклітинні включення

Титрування вірусів у одношарових культурах клітин

Практична частина

Лабораторне заняття

Контрольні завдання

Контрольні запитання

Література

Теоретична частина

Методи культивування клітин та тканин тварин in vitro за останні десятиріччя отримали широке розповсюдження в різних областях біології, від клітинної й молекулярної біології до сучасних галузей біотехнології [4]. Клітинні культури у вірусології використовуються для наступних цілей:

1. Первинного виділення вірусів з оточуючого середовища або з патологічного матеріалу;

2. Накопичення вірусів (наприклад, при виготовленні вакцин та діагностикумів);

3. Підтримання штамів вірусів у лабораторних умовах;

4. Визначення інфекційного титру вірусів;

5. Вивчення динаміки взаємодії вірусів та клітин;

6. Ідентифікації вірусів;

7. Як тест-об’єкт у реакції нейтралізації;

8. Вивчення дії антивірусних речовин.

Список типів клітин, які в теперішній час можливо культивувати, досить великий. Це елементи сполучної тканини (фібробласти), скелетні тканини (кістки та хрящі), скелетні, серцеві та гладенькі м’язи, епітеліальні тканини (печінка, легені, молочна залоза, шкіра, сечовий міхур, нирки), клітини нервової системи (гліальні клітини та нейрони, хоча останні не мають здатності до проліферації), ендокринні клітини (наднирники, гіпофіз, клітини островків Лангерганса), меланоцити та багато різних типів клітин пухлин.

Класифікація тваринних культур клітин

Класифікація клітин, що культивуються in vitro, пов’язана з певними труднощами. Спочатку тканинними культурами називали експланти цілих фрагментів тканин, вважаючи, що в цих фрагментах, хоча б частково, підтримується гістологічна цілісність. Тепер термін “культура тканини” перетворився на загальне поняття, яке включає в себе як органну культуру, в якій найбільші фрагменти тканини чи цілі ембріональні органи експлантуються зі збереженням тканинної архітектури, так і культури клітин, коли тканини диспергуються механічно, ферментативно чи шляхом спонтанної міграції клітин з експланта, і клітини розмножуються у вигляді суспензії чи моношару клітин, що приєдналися до субстрату.

Органна культура (культура тканин) зберігає міжклітинні взаємодії, протягом тривалого періоду зберігає гістологічне та біохімічне диференціювання та після початкової травми залишається, як правило, в незростаючому рівноважному стані протягом декількох діб і навіть тижнів. Ці культури не завжди здатні до розмноження.

Культури клітин, навпаки, позбавлені структурної організації, втрачають характерну гістотипічну архітектуру та пов’язані з нею біохімічні ознаки і, як правило, не досягають рівноважного стану при відсутності специфічних умов. Клітини в культурах розмножуються, що забезпечує отримання великої маси клітин та їх розділення на ідентичні паралелі. Клітини, що культивуються, можуть бути охарактеризовані, та визначена клітинна популяція, яка може бути збережена шляхом заморожування. Клітини ідентифікують за фенотиповими ознаками, шляхом вирощування в селективному середовищі, фізичним відбором, клонуванням чи генетипово для отримання великої кількості відносно однорідних клітин.

Усі клітинні культури можна поділити на два типи: переживаючі (органні культури, проліферація яких в умовах in vitro досить обмежена або відсутня) та ростучі (здатні розмножуватися в умовах in vitro). Ці типи, у свою чергу, теж мають поділ. Переживаючі органні культури поділяють на ті, що культивуються в рідкому середовищі (можуть існувати до 30 діб і навіть здатні до обмеженої проліферації), та ті, що культивуються на твердому середовищі.

Ростучі культури поділяють на культури фіксованих шматочків тканин, одношарові та суспензійні культури клітин. Культури фіксованих шматочків клітин включають в себе: капельно-плазмені культури, культури, що вирощуються у флаконах Карреля, культури у нерухомих пробірках та в пробірках, що обератаються. У вірусологічній практиці, в основному, використовують два останніх типи культур клітин.