© Copyright by $taś
- 1 -
Ogólne właściwości wirusów oraz metody ich namnażania
Wirusy (wiriony) charakteryzują się:
o
Bardzo małymi rozmiarami (wyrażane w nm)
o
Całkowitą zależnością od żywych komórek (gospodarza), w których mogą replikować
o
Posiadaniem RNA lub DNA
o
Obecnością białka wiążącego receptor znajdujący się na powierzchni komórki
Wirusowe kwasy nukleinowe – genomy, są nośnikami informacji genetycznej i mogą być jedno- lub
dwuniciowy, liniowe lub koliste, ciągłe lub segmentowane
Jednoniciowy RNA może być nicią dodatnią (o dodatniej polarności RNA+) lub nicią ujemną (o ujemnej
polarności, RNA-)
o
RNA+ może bezpośrednio pełnić funkcję informacyjnego RNA (mRNA), natomiast RNA- może
zostać przepisany przez wirusową transkryptazę RNA do kopii o dodatniej polarności
§
Wirusy polio i arbo posiadają RNA+
§
Wirusy grypy i wścieklizny posiadają RNA-
Wirusowy kwas nukleinowy, wrażliwy na różne czynniki środowiskowe jest chroniony przez białkowy płaszcz,
tzw. kapsyd, składający się z wielu podjednostek, czyli kapsomerów
o
Kwas nukleinowy + kapsyd = nukleokapsyd
o
Niektóre wirusy posiadają dodatkowo zewnętrzną osłonkę lipidową, którą uzyskują z błony
cytoplazmatyczne lub jądrowej komórki gospodarza w chwili uwalniania się wirusa z komórki
Całą cząsteczkę wirusa tj. nukleokapsyd lub nukleokapsyd z osłonką, określa się również mianem wirionu
o
W zależności od symetrii tego nukleokapsydu, można wyróżnić wirusy
§
o symetrii helikalnej (spiralnej) à wirus grypy, wścieklizny
§
o symetrii ikosaedralnej (kubicznej) à mają postać 20-ścianów (adenowirusy,
herpeswirusy, HIV)
Hodowanie wirusów
o
Do najbardziej nowoczesnych metod, które znalazły szerokie zastosowanie we wszystkich
laboratoriach świata, należy zaliczyć techniki namnażania wirusów w hodowlach komórkowych
§
Hodowlę komórkową stanowi ciągła, zlewająca się warstwa komórek, przylegająca do
szklanych lub plastikowych powierzchni różnych naczyń laboratoryjnych . Jest to hodowla
równa grubości komórek zwana hodowla jednowarstwową, pokryta odpowiednim płynem
odżywczym.
§
Hodowle komórkowe mogą być:
·
Pierwotne
o
Uzyskuje się je z tkanki płodowej lub z tkanki narządowej młodego lub
dorosłego osobnika
o
W początkowej fazie rozwoju, hodowli takiej stwierdza się mieszaninę
fibroblastów i komórek nabłonkowych, później jednak szybciej mnożące
się fibroblasty uzyskują przewagę w obrazie cytologicznym.
o
Hodowle takie zawierają komórki diploidalne i mogą być użyte do
produkcji szczepionek przeciwko niektórym chorobom wirusowym
o
Hodowle te mają ograniczone życie do kilku pasaży
o
Hodowla pierwotna z nerki króliczej à różyczka, herpeswirusy
o
Hodowla komórkowa nerki małpiej à wirusy szczepionkowe polio
o
Hodowla fibroblastów kurzych à wirus szczepionkowy odry
·
Półciągłe linie komórkowe,
o
zawierają komórki wywodzące się z płodowej tkanki ludzkiej lub
zwierzęcej
o
Hodowle takie mają prawidłowy kariotyp diploidalny, mogą być używane
do produkcji szczepionek, jednak dopiero od 4-go pasażu
o
Mają ograniczony okres życia do około 50 pasaży
·
Ciągłe linie komórkowe
o
Zawierają komórki wywodzące się z tkanek ludzkich lub zwierzęcych,
prawidłowych lub zmienionych nowotworowo.
o
Komórki te ulegają transformacji podczas pasażowania, posiadają
nieprawidłową liczbę chromosomów, są aneuploidalne, w związku z
czym, w zasadzie nie mogą być używane do produkcji szczepionek
o
Mogą się mnożyć w nieskończoność
© Copyright by $taś
- 2 -
Zakażone wirusem hodowle jednowarstwowe można obserwować pod małym powiększeniem (50x) w
dowolnych odstępach czasu, celem stwierdzenia pojawiających się zmian cytopatycznych (CPE)
o
Zmiany w wyglądzie komórek są charakterystyczne dla czynnika zakażającego, mogą jednak być
również słabo zaznaczone lub nietypowe
§
Pikornawirusy à zaokrąglenie, a następnie rozpad komórek
§
Herpes simplex à balonowatość komórek
§
Adenowirusy à skupiska zaokrąglonych komórek, jak grona winogron
§
Paramyksowirusy, HIV à wielojądrzaste komórki olbrzymie (zespólnie, syncytia)
Obecność oraz identyfikację namnożonego wirusa przeprowadza się przy zastosowaniu specjalnych
testów (odczyny serologiczne) lub przy użyciu mikroskopii elektronowej
Namnożone wirusy można miareczkować, stosując metody uwzględniające właściwości biologicznie
izolowanych czynników. . Technika ta pozwala określić np. liczbę jednostek hamaglutynacyjnych, liczbę
dawek zakażających, ewentualnie liczbę cząsteczek zakażających
Miareczkowanie hemaglutyniny wirusa przeprowadza się, dodając zwierzęce krwinki czerwone do
wzrastających rozcieńczeń świeżo namnożonego wirusa.
Jednostka hemaglutyniny (HA) jest to najwyższe rozcieńczenie hemaglutyniny wirusa, którym jeszcze
występuje pełna hemaglutynacja (wynik po 1-2 godz)
Miareczkowanie innych wirusów przeprowadza się, zakażając zwierzęta laboratoryjne lub hodowle
komórkowe wzrastającymi rozcieńczeniami wirusa np. od 10
-1
do 10
-7
, przeznaczając na każde
rozcieńczenie nie mniej niż 6 obiektów
Wartości dawek zakażających wyrażone w LD50 (in vivo) lub TCID50 (in vitro) oblicza się po zakończonym
badaniu wg metody Reeda-Muncha lub metody Karber
o
1 LD50 – 50% dawka śmiertelna, jest to takie rozcieńczenie zawiesiny namnożonego wirusa, które
powoduje śmierć 50% zakażonych zwierząt w okresie 14 dni obserwacji
o
1 TCID50 – 50% dawka zakaźna dla hodowli komórek jest to takie rozcieńczenie zawiesiny
namnożonego wirusa, które wywołuje określony CPE w 50% probówek w hodowlami komórkowymi
inkubowanymi w temp 37°C w okresie 4-6 dni, przy założeniu, że w tym okresie komórki w
hodowlach kontrolnych, niezakażonych, nie wykazują zmian morfologicznych
Liczbę cząsteczek wirusowych zakażających hodowle komórkowe wyraża się w PFU (jednostkach
łysinkotwórczych)
o
1 PFU jest to pojedyncza cząsteczka wirusa (lub ich bardzo mały agregat), który replikując się w
najbliższym sąsiedztwie komórek hodowli, tworzy jednorodną populację wirusów potomnych. Tak
utworzoną łysinkę, skupisko obumarłych, niewybarwionych komórek można uwidocznić, barwiąx
przyżyciowo całą hodowlę w 3-4 dniu inkubacji.
Chlamydie
To wewnątrzkomórkowe pasożyty o zredukowanym metabolizmie, zależnymi od gospodarza
Zaliczane są do bakterii Gram-ujemnych, różniąc się od nich:
o
wymaganiami wzrostowymi (nie rosną na podłożach bezkomórkowych)
o
złożonym cyklem rozwojowym.
Specyfika cyklu rozwojowego polega na występowaniu chlamydii w dwóch formach
o
Pierwsza postać to tzw. ciałko elementarne adsorbujące się do powierzchni wrażliwych komórek
gospodarza i inicjujące zakażenia.
o
Wnika ono do wnętrza komórki na drodze fagocytozy.
o
Wewnątrz fagosomu ciałko elementarne przeistacza się w drugą formę zwaną ciałkiem
siateczkowatym
o
Ciałko siateczkowate ma zdolność rozmnażania się przez podział i wykazuje aktywność
metaboliczną
§
Dzięki podziałom ciałka siateczkowatego powstaje około 10-1000 zakaźnych ciałek
elementarnych, uwalnianych następnie z komórki gospodarza.
o
Powstały fagosom ulega powiększeniu, wypełniając cytoplazmę komórek, a ich jądra ulegają
przesunięciu na obwód
§
Fagosom taki określa się mianem ciała wtrętowego
© Copyright by $taś
- 3 -
Rodzina Chlamydiaceae obejmuje 4 gatunki:
o
C. trachomatis
§
17 serotypów
·
Serotypy A-C wywołują jaglicę
·
Serotypy B, oraz D-K powodują
o
zakażenia dróg moczowo płciowych
o
zapalenie torebki wątroby lub okolicy wyrostka robaczkowego,
o
zapalenie płuc noworodków
o
zakażenie oka,
·
Serotypy L1-3 są odpowiedzialne za ziarniak pachwinowy
§
Metody diagnostyczne
·
U kobiet materiałem mogą być:
o
wymaz z cewki moczowej,
o
wymaz z szyjki macicy,
o
mocz
·
U mężczyzn:
o
wymazy z cewki moczowej,
o
wydzielina gruczołu krokowego,
o
mocz
o
nasienie
·
Metody
o
Wykrywanie wtrętów w hodowli komórek
§
Pobranie materiału od pacjenta à zakażenie nim hodowli
komórek linii McCoya à 48 h inkubacji à utrwalenie komórek
metanolem àbarwienie jodyną Jonesa
·
Ciała wtrętowe zwierają glikogen i wybarwiają się
jodyną na brązowo
·
Metoda ta uważana jest za najczulszą i referencyjną w
diagnostyce chlamydii
o
Metoda immunofluorescencji bezpośredniej i pośredniej (OIF)
§
Za pomocą przeciwciał monoklonalnych
o
Metody immunoenzymatyczne
§
Wykrywają rozpuszczalne antygeny chlamydii
o
Metoda PCR i metody hybrydyzacji
o
Określenie poziomu przeciwciał w surowicy pacjenta
o
C. pneumoniae
§
To czynnik etiologiczny zakażeń dróg oddechowych, szczególnie atypowego zapalenia
płuc
§
Przenoszone drogą powietrzno-kropelkową, a jedynym źródłem zakażenia jest chory
człowiek
§
Objawem wstępnym jest często ból gardła, po którego ustąpieniu może rozwinąć się
śródmiąższowe zapalenie płuc
§
Bakterie te łączy się również ze zmianami miażdżycowymi prowadzącymi do choroby
wieńcowej i zawału serca
§
Metody diagnostyczne
·
Wykrywanie przeciwciał klasy IgM, klasy IgG przeciwko C.pneumoniae
·
Wykrywanie antygenu C. pneumoniae metodą immunofluorescencji
o
C. psittaci
§
Wywołuje chorobę ptactwa, która może przenieść się na ludzi
§
Objawy u człowieka zróżnicowane
·
Od ciężkiego zapalenia płuc z posocznicą o wysokiej śmiertelności ,do
łagodnych, bezobjawowych postaci zakażenia.
§
Człowiek może zakazić się drogą powietrzną, pyłową, wdychając zakażony pył
pochodzący z odchodów ptasich lub przez uszkodzoną skórę
§
Metody diagnostyczne
·
Wykrywanie ciał wtrętowych w tkankach zakażonych zwierząt lub w woreczku
żółtkowym zarodka kurzego
© Copyright by $taś
- 4 -
·
Określenie poziomu przeciwciał skierowanych przeciwko C. psittaci odczynem
wiązania dopełniacza (OWD)
o
C. pecorum
Mykoplazmy
To najmniejsze i najprostsze prokariotyczne organizmy zdolne do samodzielnej replikacji.
Nie posiadają ściany komórkowej, a tylko trójwarstwową błonę lipidową
o
W wyniku tego à duża plastyczność i zmienność kształtów, a także duża oporność mykoplazm na
antybiotyki β-laktamowe
Rodzina Mycoplasmataceae obejmuje dwa rodzaje:
o
Mycoplasma
§
Mycoplasma pneumoniae
·
To czynnik etiologiczny zapalenia płuc
§
Mycoplasma hominis
§
Mycoplasma genitalium
o
Ureoplasma
§
Ureoplasma urealyticum
·
Te ostatnie 3 to czynniki etiologiczne
o
Stanów zapalnych narządów moczowo-płciowych
o
Zakażeń dróg oddechowych noworodków
o
Zapalenia stawów
o
Bezpłodności
Przedstawiciele rodzaju Mycoplasma na podłożach stałych tworzą kolonie określane jako „sadzone jajka” –
jasna strefa otacza wyraźne ciemne centrum
Kolonie ureoplazm są znacznie drobniejsze, ziarniste, bez typowego obrazu „sadzonego jajka”
o
Do ułatwienia ich obserwacji pod mikroskopem stosuje się dodawanie do podłoża związków
manganu, które nadają koloniom barwę brązową
Metody diagnostyczne
o
Do badania pobiera się:
§
najczęściej wymazy z dróg moczowo-płciowych
§
głęboki wymaz krtaniowy pobierany przypadku podejrzenia mykoplazmowego zapalenia
płuc,
§
aspiraty z tchawicy
§
płyn stawowy
o
Metody
§
Hodowla drobnoustrojów na podłożach stałych i płynnych
§
Określenie miana swoistych przeciwciał
§
Określenie wrażliwości na antybiotyki wyizolowanych szczepów