CIMG4102

EFEKT CYTOPATYCZNY

Efekt cytopatyczny jest następstwem działania wirusa na komórkę, a przejawia się wystąpieniem określonych zmian.

Zjawisko to występuje w następstwie wirusowego zakażenia komórek człowieka i zwierząt. Szczególnie wyraźnie i ostro występuje np. przy zakażeniu komórek układu nerwowego wirusami polio lub komórek mięśniowych myszy wirusami Coxsackie.

Występowanie efektu cytopatycznego w odpowiednich hodowlach wrażliwych komórek umożliwia izolację i identyfikację wirusa, a więc ma zasadnicze znaczenie w diagnostyce licznych zakażeń wirusowych.

Objawami działania cytopatycznego wirusa są: zatrzymanie ruchu komórek, zatrzymanie mitoz, zatrzymanie syntezy komórkowego DNA i białek. W komórce powstają składniki kwasochłonne w okołojądrowych przestrzeniach cytoplazmy, dochodzi do dezintegracji jądra, wakuolizacji cytoplazmy i degeneracji mitochondriów. Następnie ulega uszkodzeniu ściana komórkowa, a z cytoplazmy pozostają masy amorficzne; jądra piknotyczne stosunkowo najdłużej opierają się rozpadowi. Zmiany cytopatyczne mają różne nasilenie i szybkość u różnych wirusów i w odniesieniu do różnych komórek.

Zakażenie adenowirusami prowadzi do raczej powolnych zmian cytopatycz-nych. Komórki zaokrąglają się i powiększają (zwłaszcza jądra), tracą mostki cytoplazmatyczne. Następnie mitochondria ulegają degeneracji i rozpada się błona komórkowa. Dochodzi do skupienia się komórek, a następnie do ich odpadania od ściany naczyń, w których była prowadzona ich hodowla.

Przejawem efektu cytopatycznego jest również powstawanie łysinek (pla-ques) w jednowarstwowych hodowlach komórkowych (p. też rozdz. Mianowanie wirusów).

Paramyksowirusy mogą enzymatycznie uszkodzić powierzchniowe struktury krwinek czerwonych i wywołać hemolizę (enzym wbudowany jest w powierzchniową osłonkę wirionu).

■ Enzym wirusa parainfiuenzy typu 1, szczep Sendai, zarówno wirusa aktyw-ego, jak i inaktywowanego, może indukować fiugę dwóch odrębnych komó-k. Zastosowano inaktywowanego wirusa Sendai do fuzji limfocytów B, wytwarzających przeciwciała z komórkami nowotworowymi szpiczaka. Uzyskano hybryd wytwarzający przeciwciała. Zapoczątkowało to rozwój prac i produkcję przeciwciał monoklonalnych. Zdolność wytwarzania przeciwciał przekazał limfocyt, a komórka szpiczaka - „nieśmiertelność” wytwarzających hybrydów.

W przypadku znacznej liczby aktywnych adenowirusów przypadających na komórkę (high multiplidty) następuje uszkodzenie błon komórkowych i grupowanie poszczególnych komórek. Zmiany te wiążą się z działaniem antygenu peptonowego.

Tak zwane późne syncytia powstają w następstwie zakażenia komórek małymi dawkami wirusa (Iowmultiplidty). I tym razem, w wyniku uszkodzenia struktury lipidów w zakażonej komórce, może dojść do naruszenia błony komórkowej i łączenia się komórek zakażonych również z komórkami nie zakażonymi. Czynniki uszkadzające strukturę lipidów znajdują się w osłonkach wielu par amykso wirusów i herpeswirusów. Jądra powstałych komórek olbrzymich są uszkodzone.

Uszkodzenie błony komórkowej, w następstwie dojrzewania i uwalniania wirusów, prowadzi do odpadania komórek do otaczającego je środowiska. Tworzą one skupiska, a ich procesy metaboliczne ulegają zatrzymaniu.

Enzymy lizosomalne odgrywają istotną rolę w uwalnianiu wirusowych kwasów nukleinowych. Ich aktywacja ujawnia się w czasie występowania efektu cytopatycznego.

Poza tym zmienione komórki tracą zdolność pochłaniania czerwieni obojętnej (również innych wskaźników, jak błękit metylowy), co wykorzystuje się przy ujawnianiu łysinek oraz jako kryterium żywotności hodowli komórkowej.

ZAKAŻENIE UTRZYMUJĄCE SIĘ (PERSYSTENTNE)

Utrzymujące się zakażenie wirusowe komórki należy odróżnić od stanu nosicielstwa. W nosicielstwie występuje wytwarzanie wirusów przez część populacji komórkowej, a inne komórki nie są zakażone. W trwałym, utrzymującym się zakażeniu populacji (hodowli) komórek występuje zarówno powstawanie potomnych wirusów, jak i podziały komórkowe. Po podziale komórki wirus przechodzi do komórek potomnych.

Utrzymujące się zakażenia wirusowe komórek w organizmie, bez wystąpienia objawów klinicznych, są określane jako zakażenia utajone. Mają one charakter długotrwały.

W niektórych przypadkach zakażenia utrzymującego się, komórki zakażone wytwarzają i uwalniają wirusa bez hamowania procesów wzrostowych i podziałów komórek. Dotyczy to RNA wirusów, np. paramyksowirusów, które wędrują w procesie uwalniania przez błonę cytoplazmatyczną. Stan taki ma określone reperkusje, w żywym organizmie - immunologiczne (np. przyczyniając się do zwiększenia reakcji odpornościowych).

Możliwości stwierdzenia tej formy zakażenia są rozmaite, np. metodami hemadsorpcji, za pomocą znakowanych przeciwciał, metodami interferengi.

ABERRACJA CHROMOSOMÓW

Analiza cytologiczna komórek hodowanych in rilro wykazała, że wiele wirusów może wywołać w jądrach komórkowych zmiany w chromosomach. Przykładem mogą być klony komórek diploidalnych (nie zakażonych wirusami lub mykoplazmami) o ściśle określonym kariotypie. Otóż wirusy, które powodują powstanie efektu cytopatycznego, uszkadzają aparat chromosomowy komórek. Do badań nadają się komórki, które przeżywają zakażenie wirusowe, lecz w odróżnieniu od nie zakażonej kontrolnej hodowli komórkowej mają zmieniony kariotyp.

Zakażenia u kobiet ciężarnych i płodu wirusem różyczki, prowadząc do powstania wad rozwojowych u dziecka, mają swe podłoże w uszkodzeniu lub zniszczeniu rozwijających się i różnicujących komórek płodu.

lniany w kariotypie komórek diploidalnych wywołują takie wirusy, jak wirus odry, adenowirusy, wirus Varicelia-zoster. Dochodzi wówczas do powstawania rozmaitych nieprawidłowości w kształcie chromosomów i do ich rozbicia.

77