II. Выделение вирусов в куриных эмбрионах

Для вирусологических исследований используют куриные эмбрионы 7 12-дневного возраста. Перед заражением определяют жизнеспособность эмбриона путем овоскопирования. Живые эмбрионы проявляют двигательную активность, хорошо виден сосудистый рисунок. Простым карандашом очерчивают границы воздушной камеры. Куриные эмбрионы заражают вируссодержащим материалом в асептических условиях, стерильными инструментами, предварительно обработав скорлупу над воздушным пространством йодом и спиртом.

Методы заражения могут быть различны: нанесение материала на хорион-аллантоисную оболочку, введение в амниотическую и аллантоисную полости или в желточный мешок. Индикация вируса в курином эмбрионе производится по гибели эмбриона, положительной РГА на стекле с аллантоисной или амниотической жидкостью, по образованию «бляшек» на хорион-аллантоисной оболочке.

III. Выделение вирусов на лабораторных животных

Лабораторные животные используются для выделения вирусов из инф. материала, когда невозможно применить культуры кл. или куриные эмбрионы. Используют преимущественно новорожденных белых мышей, хомяков, морских свинок, крысят. Заражают животных в соответствии с цитотропизмом вируса: пневмотропные вирусы вводятся интраназально, нейротропные — интрацеребрально, дерматотропные — на кожу.

Индикация вируса основана на проявлении у животных признаков инфекционного заболевания, их гибели, характере патоморфологических и патогистологических изменений в тканях и органах, а также по положительной реакции гемагглютинации.

132. Принципы химиотерапии вирусных инфекций. Группы противовирусных препаратов. Вирусная нагрузка, методы её определения.

Химиотерапия и химиопроф-ка вирусных инф. отличается от химиотерапии бактер. инф. Вирусы — внутрикл. паразиты, на которые не действуют а\б. Мишенью действия антивирусных пр-тов являются ключевые этапы взаимодействия вируса с кл. — процессы адсорбции, проникновения вируса в кл., процессы депротеинизации, синтетическая фаза вирусной репродукции (транскрипция, трансляция и репликация), сборка, созревание и выход вируса из кл.

1 группа — аномальные нуклеозиды — аналоги предшественников нуклеинового обмена, ингибируют функции вирусных полимераз или включаются в цепочку НК, делают ее нефункциональной.

Аналог пиримидина — йоддезоксиуридин, применяется для лечения герпетических кератитов, кожного герпеса и цитомегалии. Пуриновые аналоги — видорабид, применяют для лечения герпетических энцефалитов, ветряной оспы и опоясывающего герпеса. Ацикловир (зовиракс) — используют также для лечения разных видов герпетической инфекции. Рибовирин (виразол) — эффективен против РНК- и ДНК-содержащих вирусов. Для лечения ВИЧ-инфекции получены нуклеозидные аналоги, ингибирующие обратную транскриптазу— азидотимидин (зидовудин), тимазид (фосфатид), хивид (зальцитабин).

2 группа — производные адамантанамина гидрохлорида. Препараты: амантадин и ремантадин, ингибируют репродукцию вирусов гриппа, кори, краснухи. Механизм действия — нарушение депротеинизации вируса.

3 группа — тиосемикарбазоны. Препарат метисазон (марборан), активен против вирусов натуральной оспы. Механизм действия в подавлении синтеза вирусных б. и сборки вирусных частиц.

4 группа — ингибиторы протеаз вирусов. Сущность противовирусного эффекта в том, что многие б.пикорна-, орто-, адено-, тога-, ретровирусов формируются из крупных молекул-предшественников и лишь после разрезания этих б.на фрагменты протеазами. Используют ингибиторы протеаз, такие как: гордокс, контрикал, -аминокапроновую кислоту. В нашей республике для лечения ВИЧ- используют препарат— инвиразу (саквинавир).

5 группа — одно из перспективных направлений химиотерапии — создание препаратов типа «нуклеаз», способных повреждать геном вирусов, что даст возможность лечить интеграционные вирусные болезни.

6 группа — интерфероны. В настоящее время используется -ИФ (лейкоцитарный ИФ) для лечения и для проф-ки, особенно респираторных вирусных инф. Механизм действия — нарушение синтеза вирусных б. -ИФ или иммунный интерферон усиливает функцию Т-киллеров и ЕК, Т-эффекторов ГЗТ. Используется для лечения злокачественных опухолей и вирусных инф.

7 группа — иммуноглобулины (Ig) вирусспецифические, которые получают из крови реконвалесцентов или специально вакцинированных доноров. Используются для профилактики кори, гепатитов А, В, гриппа, парагриппа и других вирусных инф. (для проф-ки бешенства используется антирабический Ig, полученный из кр.иммунизированных животных).

8 группа — вакцины: убитые вакцины, содержащие инактивированные формалином или -пропиолактоном вирусы (вакцина против гриппа, кори, полиомиелита, японского и клещевого энцефалитов, бешенства); живые (аттенуированные) вирусные вакцины, содержащие вирусы с ослабленной вирулентностью (вакцина против гриппа, кори, эпидемического паротита, краснухи, полиомиелита, бешенства, желтой лихорадки и др.); субъединичные вакцины, содержащие вирусные протективные АГ(субъединицы) (вакцина против гриппа); рекомбинантные (генно-инженерные) вакцины (вакцина против гепатита В, для получения которой ген, кодирующий НВs-антиген, внедрен в геном дрожжевой клетки).

149. Бактериальные вирусы (фаги): свойства, классификация. Взаимодействие вирулентных и умеренных фагов с восприимчивой бактерией. Умеренные фаги. Лизогения. Практическое использование бактериофагов: фаготипирование, фагопрофилактика, фаготерапия.

Бактериофаги (от бактерий и греч, рhagos-пожиратель) – вирусы бактерий, обладающие способностью специфически проникать в бактериальные клетки, репродуцироваться в них и вызывать их лизис. Они не размножаются в эукариотических клетках.

В 1910 г. Ф. д’Эрелль обнаружил лизис бактерий дизентерии после добавления к ним бесклеточного фильтрата испражнений больных дизентерией и назвал фактор лизиса бактериофагом.

Бактериофаги широко распространены в природе, их обнаруживают в воде, почве, пищевых продукта, в различных выделениях из организма человека и животных.

Морфология. Большинство фагов под электронным микроскопом напоминают по форме головастика или сперматозоида; имеют головку и отросток (рис. 8), но встречаются и другие морфологические варианты. Размеры фагов – 20-200 нм. Выделяют пять основных типов бактериофагов. К 1 типу относятся ДНК-овые фаги нитевидной формы, которые лизируют бактерии, содержащие F- или R-плазмиду; II тип – РНК-содержащие фаги с рудиментом отростка; III тип – фаги ТЗ, Т7 с коротким отростком; IV тип – фаги с несокращающимся чехлом отростка и двунитевой ДНК (Т1, Т5 и др.); V тип – ДНК-содержащие фаги с сокращающимся чехлом отростка, который заканчивается базальной пластинкой. Наиболее изучены Т-фаги (англ. type – типовые) E.coli – группа коли-дизентерийных фагов, включающая 7 представителей Т1-Т7.

Структура. Фаги имеют нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК) и белок. Двунитевая ДНК фагов замкнута в кольцо и упакована в головке. Некоторые фаги содержат однонитевую ДНК или РНК. Капсид головки фага образован белками по кубическому типу симметрии.

В частицах некоторых фагов под чехлом дистальной части отростка (фаг T2) содержится фермент лизоцим, АТФ-аза и ионы кальция. Внутри головки (фаг T2) имеется внутренний белок, связанный с нуклеиновой кислотой, который содержит полиамины (спермин, путресцин). Он обеспечивает суперспирализацию фаговой ДНК и ее упаковку в головке фага. Отросток (хвост) фага имеет полый белковый стержень (построен по типу спиральной симметрии), покрытый сократительным чехлом. Белки чехла связаны с молекулами АТФ и ионами кальция. Чехол способен сокращаться. Под чехлом в конце отростка может находиться лизоцим. Отросток обычно заканчивается базальной пластинкой, имеющей короткие зубцы, от которых отходят тонкие нити – структуры, обеспечивающие адсорбцию фага на бактерии.

Резистентность к факторам окружающей среды. Фаги более устойчивы к действую физических и химических факторов, чем бактерии и вирусы. Они выдерживают давление до 6 000 атм, сохраняют свою активность при рН от 2,5 до 8; не все дезинфицирующие вещества (0,5% раствор фенола, 1% раствора сулемы, этиловый спирт, эфир, хлороформ) разрушают фаги. Однако ультрафиолетовые лучи и ионизирующая радиация, 1% раствор формалина, температура 65-70°С инактивируют их. Они сохраняются длительное время при высушивании в запаянных ампулах, замораживании, в глицерине при температуре 185°С.

Антигенные свойства. Бактериофаги обладают иммуногенными свойствами, вызывают синтез антител (AT), которые не дают перекрестных реакций с антигенами (АГ) бактерий, инфицированных фагами. Для идентификации фагов применяют реакцию нейтрализации с гомологичной антисывороткой, реакцию преципитации, реакцию агглютинации. По антигенам фаги делятся на серотипы.

Взаимодействие фагов с бактерией включает несколько стадий.

Адсорбция фагов на бактерии осуществляется рецепторами фага, имеющимися на конце отростка, которые связываются с поверхностными структурами бактериальной стенки. Бактериофаги не адсорбируются на бактериях, лишенных клеточной стенки (протопластах). Некоторые фаги адсорбируются на F-пилях бактерий. Адсорбция фагов зависит от рН среды, температуры, наличия некоторых веществ (триптофана для Т2-фага). На одной клетке может адсорбироваться до 300 фагов.

Внедрение нуклеиновой кислоты фага (инъекция фага). Базальная пластина отростка и его лизоцим лизируют участок клеточной стенки бактерии. Одновременно в чехле высвобождаются ионы кальция, активирующие АТФ-азу, происходит сокращение чехла и вталкивание стержня отростка через мембрану в бактерию. При этом фаговая ДНК (РНК) через стержень впрыскивается в цитоплазму клетки, белки головки и отростка остаются снаружи.

Репродукция фага. Проникнув в клетку ДНК фага переходит в латентное состояние (скрытая – эклипс-фаза). В этот период она подавляет синтетические клеточные процессы клетки и индуцирует синтез фаговых белков.

Синтез фаговых белков. Бактериальная РНК-полимераза транскрибирует фаговую ДНК в мРНК, по которой в рибосомах синтезируются ранние белки фага и его РНК-полимераза. Последняя обеспечивает транскрипцию поздних белков оболочки..

Репликацию фаговой нуклеиновой кислоты осуществляют синтезированные в клетке ДНК-полимеразы. ДНКбактерии нередко расщепляется и служит материалом для синтеза нуклеиновой кислоты фага.

Сборка фаговых частиц заключается в заполнении фаговой ДНК пустотелых капсид головки. Весь процесс осуществляется за 40 минут. Выход зрелых фагов обычно происходит путем лизиса бактериальной клетки. Лизис чаще всего осуществляется фаговым лизоцимом. Фаги, лизировавшие бактерии, называют вирулентными и они могут находиться в двух состояниях: 1) в виде зрелого фага – метаболически инертного, существующего вне клетки, и 2) вегетативного, который размножается в клетке и вызывает «продуктивную» инфекцию у бактерий. Некоторые ДНК-содержащие фаги (фаг fd) выходят из клетки путем «просачивания» ДНК через цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку бактерии, где упаковываются в капсиды.

Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой характеризуются высокой специфичностью. Моновалентные фаги взаимодействуют только с бактериями определенного вида, а типовые фаги – только с отдельными вариантами (типами) данного вида бактерий. Типоспецифические бактериофаги используют для выявления соответствующих бактерий – т.е. для их фаготипирования. Поливалентные фаги могут взаимодействовать с родственными видами бактерий.

Умеренные фаги и лизогения. Взаимодействие фага с клеткой иногда ведет к интеграции его генома в геном бактерии. Фаги, вызывающие данный тип взаимодействия, называют умеренными. ДНК умеренного фага встраивается в ДНК бактерии и такой фаг называют профагом. Таким образом, умеренные фаги бывают в трех состояниях: зрелый фаг, вегетативный фаг и профаг. Профаг, ставший частью хромосомы бактерии, при ее размножении реплицируется синхронно с ее геномом, но не вызывает бактериолизиса, а передается по наследству от клетки к клетке неограниченному числу потомков.

Явление интеграции генома бактерии с умеренным фагом в состоянии профага называется лизогенией, а бактерии, несущие профаг – лизогенными. Бактериальная клетка, несущая в себе профаг, становится резистентной к действию идентичного фага. В клетке вырабатываются репрессоры – белки генома профага, препятствующие его размножению и проникновению в клетку идентичных фагов. Связь генома профага и бактерии непостоянна и под действием ультрафиолетовых лучей, радиации, некоторых химических веществ возможно образование зрелых форм фага и лизис бактерии. Эти фаги, бывшие профагами, могут со своей ДНК переносить группы генов бактерии в другую бактерию, в которой они снова переходят в профаг. Бактерия, зараженная таким фагом, приобретает новые свойства за счет генов предыдущей бактерии, перенесенных дефектным фагом. Изменение свойств микроорганизмов под влиянием профага обозначается как фаговая лизогенная конверсия. Она может происходить у многих видов микроорганизмов и сопровождается изменением их различных свойств: культуральных, биохимических, антигенных, токсигенных, чувствительности к антибиотикам. Причиной ее может быть наряду с переносом генов других бактерий с помощью фага, также активация молчащих генов бактерий, когда гены профага выступают в роли промоторов.

Явление переноса генов бактерий умеренными фагами называют трансдукцией. Эти фаги обычно неспособны образовывать фаговое потомство, если в их нуклеиновую кислоту встроилась часть нуклеиновой кислоты бактериальной клетки. Трансдуцирующие фаги используют в качестве векторов (переносчиков) в генной инженерии. С их помощью в бактерии переносят гены человеческих клеток, синтезирующие гормоны, цитокины и др.

Получение фагов. Для получения вирулентного фага готовят фильтрат исходного материала (вода, фильтрованная суспензия фекалий и др.), пропуская его через бактериальные фильтры.

Фильтрат вместе с соответствующей бактериальной культурой засевают в бульон и инкубируют при 37⁰С в течение 18-24 часов. Фаги размножаются, и после лизиса культуры оставшиеся бактериальные клетки удаляют центрифугированием или фильтрацией через бактериальный фильтр.

Титрование бактериофагов проводят в жидкой (метод Аппельмана) или твердой (метод Грациа) питательной среде.

В пробирках с МПБ готовят десятикратные разведения бактериофага. В каждую пробирку вносят соответствующую бактериальную культуру по 0,1 мл. Через сутки инкубации в термостате при 37⁰С оценивают результаты. Наибольшее разведение фага, в котором отсутствует рост бактерий, принимаются за титр фага.

По методу Грациа на чашки с МПА наносят смесь фагов и бактерий. Для этого к расплавленному и остуженному до 55°С агару добавляют деситикратные разведения бактериофага и соответствующую тест культуру. Смесь быстро выливают на поверхность МПА. После застывания второго слоя агара чашки инкубируют при 37°С. Незараженные фагом бактерии, размножаясь, образуют сплошной газон роста на поверхности агара.

Каждая инфицированная фагом бактерия лизируется и освобождает потомство фага, состоящие из сотен новых фаговых частиц. Они внедряются в интактные клетки и весь цикл повторяется. В результате лизиса клеток фагом на сплошном бактериальном газоне появляются стерильные пятна. Число этих пятен соответствуют количеству фаговых частиц в засеянной смеси. Титр фага – максимальное разведение фага, при котором еще отмечаются стерильные пятна лизиса.

Практическое использование фагов. Применение фагов основано на строгой специфичности их действия. Фаги используют в диагностике инфекционных болезней: проводят идентификацию выделенных культур микроорганизмов – фаготипирование, т.е. устанавливают с помощью фага принадлежность неизвестной выделенной культуры бактерии к определенному виду или типу. Фаготипирование имеет большое эпидемиологическое значение, так как позволяет установить источник и пути распространения инфекций; с помощью тест-культуры можно определить неизвестный фаг в исследуемом материале, что указывает на присутствие в нем соответствующих возбудителей.

Фаги применяют для лечения и профилактики инфекционных болезней. Налажено производство брюшнотифозного, сальмонеллезного, дизентерийного, протейного, синегнойного, стафилококкового, стрептококкового, коли-фагов и комбинированных фагов. Фаги выпускают в жидком виде, в таблетках с кислотоустойчивым покрытием, в форме мазей, аэрозолей, свечей.

Бактериофаги используют для изучения структуры генома бактерий и в генной инженерии в качестве вектора – переносчика генов человека в бактерии. В настоящее время получены культуры бактерий, синтезирующие интерферон, интерлейкины, гормоны человека.