Korištenje staničnih kultura. Biotehnološke tehnologije: Stanične kulture

Rudimenti organa uzgojeni izvan tijela (in vitro). Uzgoj stanica i tkiva temelji se na strogom pridržavanju sterilnosti i korištenju posebnih hranjivih podloga koje osiguravaju održavanje vitalne aktivnosti uzgojenih stanica i što je moguće sličnije okolini s kojom stanice stupaju u interakciju u tijelu. Metoda dobivanja kultura stanica i tkiva jedna je od najvažnijih u eksperimentalnoj biologiji. Kulture stanica i tkiva mogu se zamrznuti i čuvati dulje vrijeme na temperaturi tekućeg dušika (-196°C). Temeljni eksperiment uzgoja životinjskih stanica izveo je američki znanstvenik R. Garrison 1907. godine, stavivši komadić rudimenta živčanog sustava žabljeg embrija u limfni ugrušak. Zametne stanice ostale su žive nekoliko tjedana, a iz njih su izrasla živčana vlakna. S vremenom su metodu usavršavali A. Carrel (Francuska), M. Burroughs (SAD), A. A. Maksimov (Rusija) i drugi znanstvenici koji su kao hranjivu podlogu koristili krvnu plazmu i ekstrakt fetalnog tkiva. Kasniji uspjesi u dobivanju kultura stanica i tkiva povezani su s razvojem medija određenog kemijskog sastava za uzgoj različitih vrsta stanica. Obično sadrže soli, aminokiseline, vitamine, glukozu, faktore rasta i antibiotike koji sprječavaju kontaminaciju kulture bakterijama i mikroskopskim gljivicama. Stvaranje metode kulture stanica i tkiva u biljkama (na komadiću floema mrkve) započeo je F. Steward (SAD) 1958. godine.

Za uzgoj životinjskih i ljudskih stanica mogu se koristiti stanice različitog porijekla: epitelne (jetra, pluća, mliječne žlijezde, koža, mjehur, bubrezi), vezivnog tkiva (fibroblasti), skeletne (kosti i hrskavice), mišićne (koštane, srčani i glatki mišići), živčani sustav (glijalne stanice i neuroni), žljezdane stanice koje luče hormone (nadbubrežne žlijezde, hipofiza, stanice Langerhansovih otočića), melanociti i razne vrste tumorskih stanica. Postoje 2 smjera njihova uzgoja: kultura stanica i kultura organa (kultura organa i tkiva). Da bi se dobila stanična kultura – genetski homogena, brzo proliferirajuća populacija – komadići tkiva (obično oko 1 mm 3) uklanjaju se iz tijela, tretiraju odgovarajućim enzimima (da unište međustanične kontakte) i dobivena suspenzija se stavlja u hranjivi medij. . Kulture dobivene iz embrionalnih tkiva karakterizira bolje preživljavanje i aktivniji rast (zbog niske razine diferencijacije i prisutnosti matičnih progenitorskih stanica u embrijima) u usporedbi s odgovarajućim tkivima uzetim iz odraslog organizma. Iz normalnih tkiva nastaju kulture s ograničenim životnim vijekom (tzv. Hayflick limit), dok se kulture dobivene iz tumora mogu neograničeno razmnožavati. No, čak iu kulturi normalnih stanica neke se stanice spontano imortaliziraju, odnosno postaju besmrtne. Oni preživljavaju i stvaraju stanične linije s neograničenim vijekom trajanja. U početku, stanična linija može biti izvedena iz populacije stanica ili iz jedne stanice. U potonjem slučaju, linija se naziva klonska ili klonska. Tijekom dugotrajnog uzgoja, pod utjecajem različitih čimbenika, mijenjaju se svojstva normalnih stanica, dolazi do transformacije čiji su glavni znakovi poremećaji morfologije stanica, promjene broja kromosoma (aneuploidija). S visokim stupnjem transformacije, uvođenje takvih stanica u životinju može izazvati nastanak tumora. U kulturi organa očuvana je strukturna organizacija tkiva, međustanične interakcije, te je podržana histološka i biokemijska diferencijacija. Tkiva ovisna o hormonima zadržavaju osjetljivost na njih i karakteristične reakcije, žljezdane stanice nastavljaju lučiti specifične hormone itd. Takve se kulture uzgajaju u posudi za kulture na splavima (papir, milipore) ili na metalnoj mrežici koja pluta na površini hranjivog medija.

U biljkama se kultura stanica temelji, općenito, na istim principima kao i u životinja. Razlike u metodama uzgoja određene su strukturnim i biološkim karakteristikama biljnih stanica. Većina stanica biljnog tkiva ima totipotenciju: iz jedne takve stanice pod određenim uvjetima može se razviti punopravna biljka. Za dobivanje kulture biljne stanice koristi se komad bilo kojeg tkiva (na primjer, kalusa) ili organa (korijen, stabljika, list) u kojem se nalaze žive stanice. Stavlja se na hranjivu podlogu koja sadrži mineralne soli, vitamine, ugljikohidrate i fitohormone (najčešće citokine i auksine). Biljni usjevi održavaju se na temperaturama od 22 do 27°C, u tami ili na svjetlu.

Kulture stanica i tkiva naširoko se koriste u raznim područjima biologije i medicine. Uzgoj somatskih stanica (svih stanica organa i tkiva s iznimkom reproduktivnih stanica) izvan tijela odredio je mogućnost razvoja novih načina proučavanja genetike viših organizama korištenjem, uz metode klasične genetike, metodama molekularne biologije. Molekularna genetika somatskih stanica sisavaca dobila je najveći razvoj, što je povezano s pojavom mogućnosti izravnih eksperimenata s ljudskim stanicama. Kultura stanica i tkiva koristi se za rješavanje takvih općih bioloških problema kao što su rasvjetljavanje mehanizama ekspresije gena, ranog embrionalnog razvoja, diferencijacije i proliferacije, interakcije jezgre i citoplazme, stanice s okolišem, prilagodbe različitim kemijskim i fizičkim utjecajima, starenja, itd. maligna transformacija i dr. koristi se za dijagnostiku i liječenje nasljednih bolesti. Kao ispitni objekti, stanične kulture alternativa su korištenju životinja pri testiranju novih farmakoloških sredstava. Oni su neophodni pri dobivanju transgenih biljaka i klonskom razmnožavanju. Stanične kulture igraju važnu ulogu u biotehnologiji u stvaranju hibrida, proizvodnji cjepiva i biološki aktivnih tvari.

Vidi također Stanično inženjerstvo.

Lit.: Metode uzgoja stanica. L., 1988.; Kultura životinjskih stanica. Metode / Uredio R. Freshni. M., 1989.; Biologija uzgojenih stanica i biljna biotehnologija. M., 1991.; Freshney R. I. Kultura životinjskih stanica: priručnik temeljne tehnike. 5. izd. Hoboken, 2005. (enciklopedijska natuknica).

O. P. Kisurina-Evgenieva.

I. Kulture stanica

Najčešće su jednoslojne kulture stanica koje se mogu podijeliti na 1) primarne (prvenstveno tripsinizirane), 2) polukontinuirane (diploidne) i 3) kontinuirane.

Po porijeklu dijele se na embrionalne, tumorske i iz odraslih organizama; morfogenezom- fibroblastični, epitelni itd.

Primarni Stanične kulture su stanice bilo kojeg ljudskog ili životinjskog tkiva koje imaju sposobnost rasta u obliku monosloja na plastičnoj ili staklenoj površini obloženoj posebnom hranjivom podlogom. Životni vijek takvih usjeva je ograničen. U svakom konkretnom slučaju dobivaju se iz tkiva nakon mehaničkog mljevenja, tretmana proteolitičkim enzimima i standardizacije broja stanica. Primarne kulture dobivene iz bubrega majmuna, bubrega ljudskog embrija, ljudskog amniona i pilećih embrija naširoko se koriste za izolaciju i nakupljanje virusa, kao i za proizvodnju virusnih cjepiva.

Polukožna(ili diploidan ) stanične kulture - stanice istog tipa, sposobne izdržati do 50-100 prolaza in vitro, zadržavajući svoj izvorni diploidni set kromosoma. Diploidni sojevi fibroblasta ljudskog embrija koriste se i za dijagnozu virusnih infekcija i u proizvodnji virusnih cjepiva.

Stalan stanične linije karakteriziraju potencijalna besmrtnost i heteroploidni kariotip.

Izvor presađenih linija su primarne stanične kulture (npr. SOC, PES, VNK-21 - iz bubrega jednodnevnih sirijskih hrčaka; PMS - iz bubrega zamorca itd.) pojedinačne stanice koji teže beskrajnom razmnožavanju in vitro. Skup promjena koje dovode do pojave takvih obilježja stanica naziva se transformacija, a stanice kontinuiranih kultura tkiva nazivaju se transformiranim.

Drugi izvor transplantabilnih staničnih linija su maligne neoplazme. U ovom slučaju, transformacija stanica događa se in vivo. U virološkoj praksi najčešće se koriste sljedeće linije transplantiranih stanica: HeLa - dobivene iz karcinoma vrata maternice; Ner-2 - od karcinoma grkljana; Detroit-6 - od metastaza raka pluća do koštane srži; RH - iz ljudskog bubrega.

Za uzgoj stanica potrebne su hranjive podloge koje se prema namjeni dijele na podloge za rast i podloge. Medij za rast mora sadržavati više hranjivih tvari kako bi se osigurala aktivna proliferacija stanica za stvaranje monosloja. Potporni medij trebao bi osigurati samo preživljavanje stanica u već formiranom jednosloju tijekom razmnožavanja virusa u stanici.

Standardni sintetski mediji, kao što su sintetski mediji 199 i Eagleovi mediji, naširoko se koriste. Bez obzira na namjenu, svi mediji za kulturu stanica konstruirani su pomoću uravnotežene otopine soli. Najčešće je to Hanksovo rješenje. Sastavni dio većine podloga za rast je serum životinjske krvi (teletina, goveda, konja), bez prisutnosti 5-10% kojeg ne dolazi do reprodukcije stanica i stvaranja monosloja. Serum nije uključen u medije za održavanje.

I. Kulture stanica - pojam i vrste. Klasifikacija i značajke kategorije "I. Kulture stanica" 2017., 2018.

- III. Radiorelejne komunikacije

II. Bežične komunikacije I. Žičane komunikacije Ø Gradska telefonska komunikacija Ø Izravna telefonska komunikacija (interkom) Ø Radiotelefonska komunikacija (Altaj) Ø Induktivna komunikacija (EKV komunikacija “Diston”, “Nalmes”) Ø... .

- Utrošak materijala po 1 km ceste s asfaltbetonskom oblogom tipa IV

Tablica 15 Tablica 14 Tablica 13 Tablica 12 Tablica 11 Promet na cestama po kamati u različitim godinama rada Vrijednosti koeficijenata m, K0, K0m s povećanjem intenziteta Tablica... .

- III. Vrijeme 90 minuta.

Lekcija br. 5 Sustav kočenja Tema br. 8 Mehanizmi upravljanja O dizajnu automobilske opreme Provođenje grupne lekcije Plan - pregled Nastavnik ciklusa POPON, potpukovnik S.A. Fedotov "____"... .

- Određivanje Zmin i Xmin iz uvjeta nepostojanja potkopa

sl.5.9. O podrezivanju zuba kotača. Razmotrimo kako je koeficijent smicanja x zupčaste letve povezan s brojem zubaca koje zupčasta letva može rezati na kotaču. Neka tračnica bude postavljena u položaj 1 (slika 5.9.). U ovom slučaju, ravna linija glava zupčanika presijecat će liniju zahvata N-N u t. i....

- Verbos que terminan en –it, -et

Los verbos irregulares Go - ir Eat - comer Sleep - dormir Want - querer I Go Eat Sleep Want You Go Eat Sleep Want On, she Go Eat Sleep Want We Go Eat Sleep Want You Go Eat Sleep Want They Go...

K.K. - to su stanice višestaničnog organizma koje žive i razmnožavaju se u umjetnim uvjetima izvan tijela.

Stanice ili tkiva koja žive izvan tijela karakterizira cijeli kompleks metaboličkih, morfoloških i genetskih značajki koje se oštro razlikuju od svojstava stanica organa i tkiva in vivo.

Postoje dvije glavne vrste jednoslojnih staničnih kultura: primarne i kontinuirane.

Primarni tripsiniziran. Pojam "primarni" odnosi se na staničnu kulturu dobivenu izravno iz ljudskog ili životinjskog tkiva u embrionalnom ili postnatalnom razdoblju. Životni vijek takvih usjeva je ograničen. Nakon određenog vremena kod njih se javljaju fenomeni nespecifične degeneracije, koji se izražavaju granulacijom i vakuolizacijom citoplazme, zaokruživanjem stanica, gubitkom veze između stanica i čvrste podloge na kojoj su rasle. Periodične promjene medija, promjene u sastavu potonjeg i drugi postupci mogu samo malo povećati životni vijek primarne stanične kulture, ali ne mogu spriječiti njezino konačno uništenje i smrt. Vrlo je vjerojatno da je ovaj proces povezan s prirodnim izumiranjem metaboličke aktivnosti stanica koje su uklonjene iz kontrole neurohumoralnih čimbenika koji djeluju u cijelom organizmu.

Samo pojedinačne stanice ili skupine stanica u populaciji u pozadini degeneracije većeg dijela staničnog sloja mogu zadržati sposobnost rasta i reprodukcije. Ove stanice, nakon što su otkrile potencijal za beskrajnu reprodukciju in vitro, uzrokuju kontinuirane stanične kulture.

Glavna prednost transplantiranih staničnih linija, u usporedbi s bilo kojom primarnom kulturom, je potencijal neograničene reprodukcije izvan tijela i relativna autonomija, što ih približava bakterijama i jednostaničnim protozoama.

Suspenzijske kulture- pojedinačne stanice ili skupine stanica uzgojene u suspenziji u tekućem mediju. Oni su relativno homogena populacija stanica koje su lako izložene kemikalijama.

Suspenzijske kulture naširoko se koriste kao modelni sustavi za proučavanje sekundarnih metaboličkih putova, indukcije enzima i ekspresije gena, razgradnje stranih spojeva, citoloških studija itd.

Znak "dobre" linije je sposobnost stanica da preurede metabolizam i visoka stopa reprodukcije u određenim uvjetima uzgoja. Morfološke karakteristike ove linije:

· visok stupanj disagregacije (5-10 stanica po skupini);

· morfološka ravnomjernost stanica (mala veličina, sferni ili ovalni oblik, gusta citoplazma);

· odsutnost traheidnih elemenata.

Diploidni sojevi stanica. To su stanice jednog tipa koje su sposobne proći do 100 dioba in vitro, zadržavajući izvorni diploidni set kromosoma (Hayflick, 1965.). Diploidni sojevi fibroblasta dobiveni iz ljudskih embrija naširoko se koriste u dijagnostičkoj virologiji i proizvodnji cjepiva, a također se koriste u eksperimentalnim studijama. Treba imati na umu da se neke od mogućnosti virusnog genoma ostvaruju samo u stanicama koje održavaju normalnu razinu diferencijacije.

130. Bakteriofagi. Morfologija i kemijski sastav

Bakteriofagi (fagi) (od starogrčkog φᾰγω - “proždiram”) su virusi koji selektivno inficiraju bakterijske stanice. Najčešće se bakteriofagi razmnožavaju unutar bakterija i uzrokuju njihovu lizu. Tipično, bakteriofag se sastoji od proteinske ovojnice i jednolančanog ili dvolančanog genetskog materijala nukleinske kiseline (DNA ili, rjeđe, RNA). Veličina čestica je približno 20 do 200 nm.

Struktura čestica - viriona - različitih bakteriofaga je različita. Za razliku od eukariotskih virusa, bakteriofagi često imaju specijalizirani organ za pričvršćivanje na površini bakterijske stanice, ili rep, raspoređen s različitim stupnjevima složenosti, ali neki fagi nemaju rep. Kapsida sadrži genetski materijal faga, njegov genom. Genetski materijal različitih faga može biti predstavljen različitim nukleinskim kiselinama. Neki fagi sadrže DNK kao svoj genetski materijal, drugi sadrže RNK. Genom većine faga je dvolančana DNA, dok je genom nekih relativno rijetkih faga jednolančana DNA. Na krajevima molekula DNA nekih faga postoje "ljepljiva područja" (jednolančane komplementarne sekvence nukleotida); kod drugih faga nema ljepljivih područja. Neki fagi imaju jedinstvene genske sekvence u molekulama DNA, dok drugi fagi imaju genske permutacije. Kod nekih faga DNK je linearna, kod drugih je zatvorena u prsten. Neki fagi imaju terminalna ponavljanja nekoliko gena na krajevima molekule DNA; kod drugih faga takva terminalna redundancija je osigurana prisutnošću relativno kratkih ponavljanja. Konačno, kod nekih faga genom je predstavljen skupom nekoliko fragmenata nukleinske kiseline.

S evolucijske točke gledišta, bakteriofagi koji koriste tako različite vrste genetskog materijala razlikuju se jedni od drugih u mnogo većoj mjeri nego bilo koji drugi predstavnici eukariotskih organizama. U isto vrijeme, unatoč takvim temeljnim razlikama u strukturi i svojstvima nositelja genetskih informacija - nukleinskih kiselina, različiti bakteriofagi pokazuju sličnosti u mnogim aspektima, prvenstveno u prirodi njihove intervencije u staničnom metabolizmu nakon infekcije osjetljivih bakterija.

Bakteriofagi koji mogu izazvati produktivnu infekciju stanica, tj. infekcija koja rezultira održivim potomstvom definira se kao nedefektna. Svi nedefektni fagi imaju dva stanja: stanje izvanstaničnog ili slobodnog faga (ponekad se naziva i zreli fag) i stanje vegetativnog faga. Za neke takozvane umjerene fage moguće je i stanje profaga.

Izvanstanični fagi su čestice koje imaju strukturu karakterističnu za ovu vrstu faga, koja osigurava očuvanje genoma faga između infekcija i njegovog unošenja u sljedeću osjetljivu stanicu. Izvanstanični fag je biokemijski inertan, dok vegetativni fag, aktivno ("živo") stanje faga, nastaje nakon infekcije osjetljive bakterije ili nakon indukcije profaga.

Ponekad infekcija osjetljivih stanica nedefektnim fagom ne rezultira stvaranjem održivog potomstva. To može biti u dva slučaja: tijekom abortivne infekcije ili zbog lizogenog stanja stanice tijekom infekcije umjerenim fagom.

Razlog za abortivnu prirodu infekcije može biti aktivno uplitanje određenih staničnih sustava u tijek infekcije, na primjer, uništavanje genoma faga unesenog u bakteriju ili odsutnost u stanici nekog produkta potrebnog za razvoj faga itd.

Fagi se obično klasificiraju u tri tipa. Tip je određen prirodom utjecaja infekcije produktivnim fagom na sudbinu zaražene stanice.

Prva vrsta– istinski virulentni fagi. Infekcija stanice virulentnim fagom neizbježno dovodi do smrti zaražene stanice, njezinog uništenja i oslobađanja potomstva faga (isključujući slučajeve abortivne infekcije). Takvi se fagi nazivaju istinski virulentnim, kako bi se razlikovali od virulentnih mutanata umjerenih faga.

Druga vrsta- umjereni fagi. Tijekom produktivne infekcije stanice umjerenim fagom moguća su dva bitno različita puta njegovog razvoja: litički, općenito (po svom ishodu) sličan litičkom ciklusu virulentnih faga, i lizogeni, kada genom umjerenog faga prelazi u posebno stanje - profage. Stanica koja nosi profage naziva se lizogena ili jednostavno lizogena (jer pod određenim uvjetima može proći kroz litički razvoj faga). Umjereni fagi koji reagiraju u stanju profaga na upotrebu inducirajućeg faktora započinjanjem litičkog razvoja nazivaju se inducibilnim, a fagi koji ne reagiraju na ovaj način nazivaju se neinducibilnim. Virulentni mutanti mogu nastati u umjerenim fagima. Mutacije virulencije dovode do promjena u nukleotidnoj sekvenci u operatorskim regijama koje rezultiraju gubitkom afiniteta za represor.

Treća vrsta faga su fagi čija produktivna infekcija ne dovodi do smrti bakterija. Ti su fagi sposobni napustiti zaraženu bakteriju bez njezinog fizičkog uništenja. Stanica zaražena takvim fagom nalazi se u stanju konstantne (permanentne) produktivne infekcije. Razvoj faga rezultira blagim usporavanjem stope diobe bakterija.

Bakteriofagi se razlikuju po kemijskoj strukturi, vrsti nukleinske kiseline, morfologiji i prirodi interakcije s bakterijama. Bakterijski virusi su stotine i tisuće puta manji od mikrobnih stanica.

Tipična fagna čestica (virion) sastoji se od glave i repa. Dužina repa je obično 2 - 4 puta veća od promjera glave. Glava sadrži genetski materijal – jednolančanu ili dvolančanu RNA ili DNA s enzimom transkriptazom u neaktivnom stanju, okruženu proteinskom ili lipoproteinskom ovojnicom – kapsidom, koja pohranjuje genom izvan stanice.

Nukleinska kiselina i kapsida zajedno čine nukleokapsid. Bakteriofagi mogu imati ikosaedralnu kapsidu sastavljenu od više kopija jednog ili dva specifična proteina. Tipično, uglovi su napravljeni od pentamera proteina, a nosač svake strane je napravljen od heksamera istog ili sličnog proteina. Štoviše, fagi mogu biti sferičnog, limunolikog ili pleomorfnog oblika. Rep je proteinska cijev - nastavak proteinske ovojnice glave; u dnu repa nalazi se ATPaza koja regenerira energiju za ubrizgavanje genetskog materijala. Postoje i bakteriofagi s kratkim procesom, bez procesa i filamentni.

Glavne komponente faga su proteini i nukleinske kiseline. Važno je napomenuti da fagi, kao i drugi virusi, sadrže samo jednu vrstu nukleinske kiseline – deoksiribonukleinsku kiselinu (DNA) ili ribonukleinsku kiselinu (RNA). Ovo svojstvo razlikuje viruse od mikroorganizama koji u svojim stanicama sadrže obje vrste nukleinskih kiselina.

Nukleinska kiselina nalazi se u glavi. Mala količina proteina (oko 3%) također je pronađena unutar glave faga.

Dakle, prema kemijskom sastavu fagi su nukleoproteini. Ovisno o vrsti njihove nukleinske kiseline, fagi se dijele na DNA i RNA. Količina proteina i nukleinske kiseline u različitim fagima je različita. U nekim fagima njihov sadržaj je gotovo isti, a svaka od ovih komponenti iznosi oko 50%. Kod drugih faga omjer između ovih glavnih komponenti može biti drugačiji.

Uz ove glavne komponente, fagi sadrže male količine ugljikohidrata i neke pretežno neutralne masti.

Slika 1: Dijagram strukture čestice faga.

Svi poznati fagi drugog morfološkog tipa su RNA. Među fagima trećeg morfološkog tipa nalaze se i oblici RNA i DNA. Fagi ostalih morfoloških tipova su DNA tipa.

131. Interferon. Što je?

ometati O n(od lat. inter - međusobno, između sebe i ferio - udaram, udaram), zaštitni protein koji proizvode stanice u tijelu sisavaca i ptica, kao i stanične kulture kao odgovor na infekciju virusima; suzbija reprodukciju (replikaciju) virusa u stanici. I. otkrili su 1957. engleski znanstvenici A. Isaacs i J. Lindenman u stanicama zaraženih kokoši; Kasnije se pokazalo da nastanak I. uzrokuju i bakterije, rikecije, toksini, nukleinske kiseline i sintetski polinukleotidi. I. nije pojedinačna tvar, već skupina niskomolekularnih proteina (molekularne težine 25 000-110 000), koji su stabilni u širokoj pH zoni, otporni na nukleaze i razaraju ih proteolitički enzimi. Stvaranje I. u stanicama povezano je s razvojem virusa u njima, odnosno predstavlja reakciju stanice na prodor strane nukleinske kiseline. Nakon što zarazni virus nestane iz stanice, virus se ne otkriva u normalnim stanicama. Prema mehanizmu djelovanja, I. se bitno razlikuje od protutijela: nije specifičan za virusne infekcije (djeluje protiv različitih virusa), ne neutralizira infektivnost virusa, ali inhibira njegovu reprodukciju u tijelu, potiskujući sintezu virusnih nukleinskih kiselina. Kada uđe u stanice nakon razvoja virusne infekcije u njima, I. nije učinkovit. Osim toga, I. je u pravilu specifičan za stanice koje ga tvore; na primjer, I. kokošjih stanica aktivan je samo u tim stanicama, ali ne suzbija reprodukciju virusa u stanicama kunića ili ljudi. Vjeruje se da na viruse ne utječe sam virus, već drugi protein koji nastaje pod njegovim utjecajem. Ohrabrujući rezultati dobiveni su pri testiranju I. za prevenciju i liječenje virusnih bolesti (herpetična infekcija oka, gripa, citomegalija). Međutim, široka klinička uporaba I. ograničena je poteškoćama u dobivanju lijeka, potrebom za ponovljenim unosom u tijelo i specifičnošću njegove vrste.

132. Disjunktivna metoda. Što je?

1.Produktivna virusna infekcija javlja se u 3 razdoblja:

· početno razdoblje uključuje faze adsorpcije virusa na stanici, prodiranja u stanicu, dezintegracije (deproteinizacije) ili “svlačenja” virusa. Virusna nukleinska kiselina isporučena je u odgovarajuće stanične strukture i pod djelovanjem lizosomskih enzima stanice su oslobođene zaštitnih proteinskih ovojnica. Kao rezultat toga, formira se jedinstvena biološka struktura: zaražena stanica sadrži 2 genoma (vlastiti i virusni) i 1 sintetski aparat (stanični);

Nakon ovoga počinje druga skupina procesi reprodukcije virusa, uključujući prosjek I posljednja razdoblja, pri čemu dolazi do potiskivanja staničnog i ekspresije virusnog genoma. Potiskivanje staničnog genoma osiguravaju regulacijski proteini niske molekularne težine kao što su histoni, sintetizirani u bilo kojoj stanici. Tijekom virusne infekcije taj se proces pojačava, sada je stanica struktura u kojoj je genetski aparat predstavljen virusnim genomom, a sintetski aparat predstavljen je sintetskim sustavima stanice.

2. Daljnji tok događaja u ćeliji je usmjerenza replikaciju virusnih nukleinskih kiselina(sinteza genetskog materijala za nove virione) i provedbu genetske informacije sadržane u njemu(sinteza proteinskih komponenti za nove virione). U virusima koji sadrže DNA, kako u prokariotskim tako iu eukariotskim stanicama, replikacija virusne DNA događa se uz sudjelovanje DNA polimeraze ovisne o staničnoj DNA. U ovom slučaju, u virusima koji sadrže jednolančanu DNA, a komplementarni nit je takozvani replikativni oblik, koji služi kao predložak za molekule kćeri DNA.

3. Implementacija genetske informacije virusa sadržane u DNK događa se na sljedeći način: uz sudjelovanje RNA-polimeraze ovisne o DNA, sintetizira se mRNA, koja ulazi u ribosome stanice, gdje se sintetiziraju proteini specifični za virus. Kod dvolančanih DNA virusa, čiji se genom prepisuje u citoplazmi stanice domaćina, to je vlastiti genomski protein. Virusi čiji se genomi prepisuju u staničnoj jezgri koriste staničnu DNA ovisnu RNA polimerazu koja se tamo nalazi.

U RNA virusi procesima replikacija njihov genom, transkripcija i translacija genetskih informacija provode se na druge načine. Replikacija virusne RNA, i minus i plus niti, provodi se kroz replikativni oblik RNA (komplementaran originalu), čiju sintezu osigurava RNA-ovisna RNA polimeraza - to je genomski protein koji svi koji sadrže RNA virusi imaju. Replikativni oblik RNA minus-strand virusa (plus-strand) ne samo da služi kao predložak za sintezu molekula kćeri virusne RNA (minus-strand), već također obavlja funkcije mRNA, tj. ide do ribosoma. te osigurava sintezu virusnih proteina (emitiranje).

U plus-pramen Za viruse koji sadrže RNA, funkciju prevođenja obavljaju njegove kopije, čija se sinteza provodi kroz replikativni oblik (minus lanac) uz sudjelovanje RNA polimeraza ovisnih o virusnoj RNA.

Neki RNA virusi (reovirusi) imaju potpuno jedinstven transkripcijski mehanizam. Osigurava ga specifični virusni enzim - revertaza (reverzna transkriptaza) a naziva se reverzna transkripcija. Njegova je bit da se prvo, na virusnoj RNA matrici, uz sudjelovanje obrnute transkripcije, formira transkript, koji je jedan lanac DNA. Na njemu se uz pomoć stanične DNA ovisne DNA polimeraze sintetizira drugi lanac i nastaje dvolančani prijepis DNA. Iz njega se na uobičajeni način, kroz stvaranje mRNA, realizira informacija virusnog genoma.

Rezultat opisanih procesa replikacije, transkripcije i translacije je tvorba molekule kćeri virusne nukleinske kiseline i virusni proteini, kodiran u genomu virusa.

Nakon ovoga dolazi treće i posljednje razdoblje interakcija između virusa i stanice. Novi virioni sastavljaju se od strukturnih komponenti (nukleinskih kiselina i proteina) na membranama citoplazmatskog retikuluma stanice. Stanica čiji je genom potisnut (potisnut) obično umire. Novonastali virioni pasivno(kao rezultat stanične smrti) ili aktivno(pupanjem) napuštaju stanicu i završavaju u njezinoj okolini.

Tako, sinteza virusnih nukleinskih kiselina i proteina i sklapanje novih viriona odvijaju se u određenom slijedu (razdvojeni u vremenu) iu različitim strukturama stanica (odvojeni u prostoru), pa je stoga metoda virusne reprodukcije nazvana disjunktivan(razjedinjeno). Tijekom neuspjele virusne infekcije, proces interakcije između virusa i stanice prekida se iz ovog ili onog razloga prije nego što dođe do supresije staničnog genoma. Očito, u ovom slučaju, genetske informacije virusa neće biti implementirane i virus se neće razmnožavati, a stanica zadržava svoje funkcije nepromijenjene.

Tijekom latentne virusne infekcije u stanici istovremeno djeluju oba genoma, a tijekom transformacija izazvanih virusom virusni genom postaje dio staničnog genoma, funkcionira i nasljeđuje se zajedno s njim.

133. Virus devinih boginja

Velike boginje (variola)- zarazna zarazna bolest karakterizirana groznicom i papularno-pustularnim osipom na koži i sluznicama.
Uzročnici bolesti pripadaju različitim rodovima i vrstama iz porodice virusa malih boginja (Poxviridae). Samostalne vrste su sljedeći virusi: virusi kravljih boginja, vakcinije (rod Orthopoxvirus), ovčjih boginja, koza (rod Carpipoxvirus), svinja (rod Suipoxvirus), ptica (rod Avipoxvirus) s tri glavne vrste (uzročnici vodenih kozica, golubovi i kanarinci).
Uzročnici malih boginja morfološki su slični u različitih životinjskih vrsta. To su virusi koji sadrže DNA, karakterizirani relativno velikim veličinama (170 - 350 nm), epiteliotropijom i sposobnošću stvaranja elementarnih okruglih inkluzija u stanicama (Paschenova, Guarnielijeva, Bollingerova tijela), vidljivih pod svjetlosnim mikroskopom nakon bojenja prema Morozovu. Iako postoji filogenetska povezanost između uzročnika malih boginja kod različitih životinjskih vrsta, spektar patogenosti nije isti, a imunogene veze nisu očuvane u svim slučajevima. Variola virusi ovaca, koza, svinja i ptica patogeni su samo za odgovarajuće vrste, au prirodnim uvjetima svaki od njih uzrokuje samostalne (izvorne) velike boginje. Virusi variole i vakcinije imaju širok raspon patogenosti, uključujući goveda, bizone, krave, magarce, mazge, deve, zečeve, majmune i ljude.

DEVINE BOGINJE VARIOLA CAMELINA zarazna bolest koja se javlja stvaranjem karakterističnog nodularno-pustularnog boginjastog osipa na koži i sluznicama. Naziv Variola dolazi od latinske riječi Varus, što znači kriv (bogav).

Epizootologija bolesti. Deve svih dobi osjetljive su na velike boginje, ali češće i teže obolijevaju mlade životinje. U stacionarnim područjima koja nisu zahvaćena velikim boginjama, odrasle deve rijetko obolijevaju zbog činjenice da gotovo sve dobiju boginje u mladoj dobi. U gravidnih deva, velike boginje mogu izazvati pobačaj.

Životinje drugih vrsta nisu osjetljive na izvorni virus devine boginje u prirodnim uvjetima. Osim krava i deva, na kravlje boginje i virus vakcinije osjetljivi su bivoli, konji, magarci, svinje, zečevi i ljudi koji nisu imuni na boginje. Među laboratorijskim životinjama, zamorci su osjetljivi na viruse kravljih boginja i vakcinije nakon primjene virusa na šarificiranu rožnicu očiju (F.A. Petunia, 1958.).

Glavni izvori virusa velikih boginja su životinje bolesne od velikih boginja i ljudi oboljeli od kravljih boginja, a oboljeli su zbog povećane osjetljivosti nakon imunizacije virusom vakcinije s detritusom velikih boginja teladi. Bolesne životinje i ljudi šire virus u vanjsku sredinu uglavnom odbačenim epitelom kože i sluznice koji sadrži virus. Virus se također ispušta u vanjski okoliš s pobačenim fetusima (K.N. Buchnev i R.G. Sadykov, 1967.). Uzročnik malih boginja mehaničkim putem može prenijeti domaće i divlje životinje imune na male boginje, uključujući i perad, kao i osobe imune na velike boginje od djece cijepljene cjepivom protiv vakcinije.

U prirodnim uvjetima, zdrave deve se zaraze kontaktom s bolesnim životinjama u virusom kontaminiranom području putem kontaminirane vode, hrane za životinje, prostorija i predmeta za njegu, kao i aerogeno kada bolesne životinje prskaju izlučevine koje sadrže virus. Češće se deve zaraze kada virus uđe u organizam preko kože i sluznice, posebno kada je njihov integritet oštećen ili kod nedostatka vitamina A.

U obliku epizootije, boginje se javljaju kod deva otprilike svakih 20-25 godina. U ovom trenutku mlade životinje su posebno ozbiljno bolesne. U razdoblju između epizootija u područjima koja su trajno nezahvaćena velikim boginjama među devama, boginje se javljaju u obliku enzootija i sporadičnih slučajeva koji se javljaju više ili manje redovito svakih 3-6 godina, uglavnom kod životinja u dobi od 2-4 godine. U takvim slučajevima životinje relativno lako obolijevaju, osobito u toploj sezoni. Za hladnog vremena boginje su teže, dugotrajnije i praćene komplikacijama, osobito kod mladih životinja. U malim farmama, gotovo sve osjetljive deve se razbole unutar 2-4 tjedna. Treba uzeti u obzir da epidemije velikih boginja među devama mogu biti uzrokovane i izvornim virusom devine boginje i virusom kravljih boginja, koji ne stvaraju imunitet jedan protiv drugog. Stoga epidemije uzrokovane različitim virusima velikih boginja mogu slijediti jedna za drugom ili se pojaviti istovremeno.

Patogeneza određeno izraženim epiteliotropizmom uzročnika. U organizmu životinje virus se razmnožava i prodire u krv (viremija), limfne čvorove, unutarnje organe, u epitelni sloj kože i sluznice te u njima izaziva stvaranje specifičnih egzantema i enantema čija težina ovisi o reaktivnosti tijela i virulenciji virusa, putovima njegovog prodiranja u tijelo i stanju epitelnog sloja. Oznake se razvijaju uzastopno u fazama: od rozeole s kvržicom do pustule s krastom i stvaranjem ožiljaka.

Simptomi. Razdoblje inkubacije, ovisno o dobi deva, svojstvima virusa i putevima njegovog prodiranja u tijelo, kreće se od 3 do 15 dana: kod mladih životinja 4-7 dana, kod odraslih 6-15 dana. Mladunci deve rođeni od neimunih deva mogu se razboljeti 2-5 dana nakon rođenja. Najkraće razdoblje inkubacije (2-3 dana) javlja se kod deva nakon što su zaražene virusom vakcinije.

U prodromalnom razdoblju kod bolesnih deva tjelesna temperatura raste na 40-41°, javlja se letargija i odbijanje hranjenja, konjunktiva i sluznice usta i nosa su hiperemične. Međutim, ovi su znakovi često vidljivi, osobito na početku bolesti na farmi.

Tijek boginja u deva, ovisno o njihovoj dobi, također je različit: u mladih životinja, osobito u novorođenčadi, često je akutan (do 9 dana); u odraslih - subakutni i kronični, ponekad latentni, češće u trudnih deva. Najkarakterističniji oblik velikih boginja u deva je kožni sa subakutnim tijekom bolesti (slika 1).

U subakutnom tijeku bolesti iz usta i nosa izlučuje se bistra, kasnije zamućena sivkasto-prljava sluz. Životinje odmahuju glavama, šmrcću i frkću, izbacujući epitel zaražen virusom zajedno sa sluzi koja sadrži virus. Ubrzo se stvara otok u području usana, nosnica i kapaka, ponekad se širi na međučeljusnu regiju, vrat, pa čak i na područje prsa. Submandibularni i donji cervikalni limfni čvorovi su povećani. Životinje imaju smanjen apetit, leže češće i duže nego inače i teško ustaju. Do tog vremena pojavljuju se crvenkasto-sive mrlje na koži usana, nosa i kapaka, na sluznici usta i nosa; ispod njih se formiraju gusti noduli, koji se, povećavajući, pretvaraju u sive papule, a zatim u pustule veličine graška i graha s tonućim središtem i valjkastim zadebljanjem duž rubova.

Pustule omekšaju, pucaju i iz njih se oslobađa ljepljiva svijetlosiva tekućina. Otok glave nestaje do tog vremena. Nakon 3-5 dana, otvorene pustule prekrivaju se koricama. Ako nisu ozlijeđeni grubom hranom, tada bolest završava tamo. Uklonjene ili otpale primarne kore imaju obrnuti oblik pustule u obliku kratera. Na mjestu boginja ostaju ožiljci. Sve ove kožne lezije nastaju unutar 8-15 dana.

Ožilji kod bolesnih deva često se prvo pojavljuju na glavi. U dobi od jedne do četiri godine deve se obično lako razbole. Lezije su lokalizirane na tjemenu, uglavnom u području usana i nosa. Kod deva je često zahvaćeno vime. Nekoliko dana nakon otvaranja primarnih pustula u području glave stvaraju se lezije boginja na koži i drugim dijelovima tijela s rijetkim dlakama (u predjelu podlaktice, pazuha, perineuma i skrotuma, oko anusa, unutarnje strane dijelu podlaktice i bedra), a kod deva i na sluznici rodnice. U to vrijeme kod deva obično ponovno raste tjelesna temperatura, ponekad i do 41,5°, a ženke deva u posljednjem mjesecu trudnoće rađaju nedonošče i nerazvijene deve, koje u pravilu ubrzo uginu.

Kod nekih životinja se zamuti rožnica očiju (trn) što uzrokuje privremenu sljepoću na jedno oko u trajanju od 5-10 dana, a kod deva češće na oba oka. Mladunčad deve koja se razboli ubrzo nakon rođenja dobije proljev. U tom slučaju umiru unutar 3-9 dana nakon bolesti.

U relativno benignom subakutnom tijeku malih boginja i obično nakon infekcije virusom vakcinije, životinje se oporavljaju unutar 17-22 dana.

U odraslih deva, na sluznici usne šupljine, otvarajuće pustule često se spajaju i krvare, osobito kada su ozlijeđene grubom hranom. To otežava unos hrane, životinje gube na težini, proces ozdravljenja se odgađa i do 30-40 dana, a bolest postaje kronična.

Generalizacijom boginjačkog procesa ponekad se razvijaju pijemija i komplikacije (pneumonija, gastroenteritis, nekrobakterioza i dr.) - u takvim slučajevima bolest traje do 45 dana ili duže. Bilo je slučajeva disfunkcije želuca i crijeva, praćenih atonijom i zatvorom. Kod nekih bolesnih životinja oteknu udovi.

U deva s latentnim malim boginjama (bez karakterističnih kliničkih znakova bolesti, samo uz povišenu tjelesnu temperaturu), pobačaji se javljaju 1-2 mjeseca prije ždrijebljenja (do 17-20%).

Prognoza bolesti kod odraslih deva je povoljna, u teladi deva s akutnim tijekom, osobito u dobi ispod 15-20 dana i u onih rođenih od deva koje nisu imune na male boginje, nepovoljna je. Deve su ozbiljno bolesne i do 30-90% ih umire. Deve u dobi od 1-3 godine lakše obolijevaju od velikih boginja, au starijoj dobi, iako su teško bolesne, sa znakovima izraženog generaliziranog procesa, smrtnost je niska (4-7%).

Patološke promjene karakteriziraju gore opisane lezije kože, sluznice i rožnice očiju. Točkasta krvarenja bilježe se na epikardu i sluznici crijeva. U prsnoj šupljini na kostalnoj pleuri ponekad su vidljiva i sitna krvarenja i čvorići veličine zrna prosa do sive i sivocrvene leće sa usirenim sadržajem. Sluznica jednjaka prekrivena je čvorićima sa zrncima prosa, okruženim valjkastim uzvišenjima. Sluznica ožiljka (ponekad mokraćnog mjehura) ima slična krvarenja i čvorove s neravnim rubovima, kao i male čireve s udubljenim ružičastim središtem. U papulama se mogu naći elementarna tjelešca kao što su Paschenova tjelešca, koja imaju dijagnostičku vrijednost pri mikroskopiranju razmaza pod imerzijom kroz konvencionalni svjetlosni mikroskop.

Dijagnoza se temelji na analizi kliničkih i epizootskih podataka (potrebno je uzeti u obzir mogućnost infekcije deva od ljudi), patoloških promjena, pozitivnih rezultata mikroskopije (prilikom obrade briseva iz svježih papula metodom posrebrivanja po Morozovu) ili elektronoskopiju, kao i biološke testove na životinjama koje su osjetljive na boginje. Moguće je izolirati virus iz organa pobačenih fetusa deva s velikim boginjama. Kod dijagnosticiranja malih boginja također se preporuča koristiti reakciju difuzijske precipitacije u agar gelu i reakciju neutralizacije u prisutnosti aktivnih specifičnih seruma ili globulina.

Diferencijalna dijagnoza provodi se u sumnjivim slučajevima (uzimajući u obzir kliničke i epizootske značajke). Velike boginje moraju se razlikovati od nekrobakterioze mikroskopijom razmaza patološkog materijala i infekcije osjetljivih bijelih miševa; od slinavke i šapa - infekcija zamoraca sa suspenzijom patološkog materijala u plantarnoj površini kože stražnjih nogu; od gljivičnih infekcija i šuga - pronalaženjem odgovarajućih patogena u ispitanim strugotinama uzetim s zahvaćenih područja kože; od bruceloze tijekom pobačaja, pobačaja i prijevremenog ždrijebanja - pregledom krvnog seruma RA i RSK deva i bakteriološkim pregledom fetusa uz izdvajanje mikrobne kulture na hranjivim podlogama i mikroskopiranjem (po potrebi biološkim testom na zamorcima s naknadnim bakteriološkim i serološke pretrage krvi i seruma).

Prilikom dijagnosticiranja malih boginja kod deva također je potrebno isključiti nezaraznu, ali ponekad raširenu bolest koja se javlja s kožnim lezijama u području usana i nosa - Yantak-bash (turkmenski), Dzhantak-bas ( Kazahstan), koji nastaje od ozljeda kada se jedu grmovi zvani devin trn (yantak, jantak, Alhagi). Ova se bolest obično može primijetiti u jesen kod mladih deva, uglavnom mlađih od jedne godine. Odrasle deve su samo malo pogođene devinim trnom. Uz Yantak-bash, u pravilu, nema nodula ili lezija poput papula, za razliku od velikih boginja, na oralnoj sluznici. Sivkasti premaz koji se pojavljuje s yantak-bashom relativno je lako ukloniti. Međutim, mora se uzeti u obzir da Yantak-bash doprinosi oboljevanju deva od malih boginja, a često se javlja istovremeno s njima.

Prilikom izolacije virusa malih boginja potrebno je odrediti njegov tip (izvorni, kravlje boginje ili vakcinija), koristeći metode navedene u uputama Ministarstva zdravstva SSSR-a iz 1968. o prevenciji kravljih boginja u ljudi, podatke dobivene nakon infekcije (u izolirani uvjeti) deva koje su imale virus velike boginje vakcinije i izolirane patogene.

Liječenje bolesnih deva uglavnom je simptomatsko. Zahvaćena područja tretiraju se otopinom kalijevog permanganata (1: 3000), a nakon sušenja podmazuju se mješavinom 10% tinkture joda s glicerinom (1: 2 ili 1: 3). Nakon otvaranja kozice se tretiraju 5%-tnom emulzijom sintomicina na obogaćenom ribljem ulju, kojoj se dodaje tinktura joda u omjeru 1:15-1:20; masti - cink, ihtiol, penicilin itd. Možete koristiti 2% salicilnu ili bornu mast i 20-30% propolisnu mast na vazelinu. U vrućem vremenu indicirana je 3% kreolinska mast, katran i heksakloran prašina. Oboljela mjesta se mažu 2-3 puta dnevno tamponima natopljenim emulzijama i mastima.

Zahvaćena sluznica usne šupljine ispire se 2-3 puta dnevno s 10% otopinom kalijevog permanganata ili 3% otopinom vodikovog peroksida ili dekocijama kadulje, kamilice i drugih dezinficijensa i adstringenta. Kod konjunktivitisa, oči se isperu 0,1% otopinom cinkovog sulfata.

Kako bi se spriječio razvoj sekundarne mikrobne infekcije i mogućih komplikacija, preporuča se intramuskularna primjena penicilina i streptomicina. Uz opću slabost i komplikacije, indicirani su srčani lijekovi.

Kao specifičan tretman za teške slučajeve bolesti, možete koristiti serum ili krv deva koje su se oporavile od velikih boginja (supkutano u količini od 1-2 ml po 1 kg težine životinje). Mjesta ubrizgavanja najprije se pažljivo obrezuju i brišu tinkturom joda.

Bolesnim devama i devama koje se oporavljaju često se daje čista voda, mekinje ili ječmeno brašno, meka plava trava ili fino sijeno lucerne ili pamučne ljuske s okusom ječmenog brašna. Za hladnog vremena bolesne životinje, osobito deve, drže se u čistoj, suhoj i toploj prostoriji ili se pokrivaju dekom.

Imunitet kod deva koje su prirodno preboljele velike boginje traje do 20-25 godina, odnosno gotovo cijeli život. Priroda imuniteta je kožno-humoralna, što dokazuje prisutnost protutijela koja neutraliziraju virus u krvnom serumu oporavljenih životinja i imunitet deva na ponovnu infekciju homolognim virusom malih boginja. Mladunci deve rođeni od deva koje su imale velike boginje nisu osjetljivi na vrstu velikih boginja koju je imala deva, posebno u prve tri godine, tj. prije puberteta. Mladunci deve koji su u epizootskom razdoblju ispod maternice, u pravilu ne obolijevaju od velikih boginja ili se razboljevaju relativno lako i kratkotrajno.

Mjere prevencije i suzbijanja su uz strogo poštivanje svih veterinarskih, sanitarnih i karantenskih mjera, pravovremenu dijagnostiku bolesti i određivanje vrste virusa. Osobama se ne smije dopustiti da se brinu o devama tijekom cijepljenja i u razdoblju nakon cijepljenja sve dok oni (ili njihova djeca) ne dožive klinički značajnu reakciju na cijepljenje protiv velikih boginja. Sve deve, krave i konji koji ulaze na farmu moraju se držati u izolaciji 30 dana.

Kada se boginje pojave među devama, kravama i konjima, posebnom odlukom okružnog izvršnog odbora mjesto, naselje ili kraj, pašnjak na kojem je ova bolest otkrivena proglašava se nezaraženim boginjama i provode se karantena, restriktivne i zdravstvene mjere.

Pojava boginja odmah se prijavljuje višim veterinarskim organizacijama, susjednim gospodarstvima i kotarima kako bi se poduzele odgovarajuće mjere za sprječavanje daljnjeg širenja bolesti.

Za sprječavanje zaraze deva kravljim boginjama, u nepovoljnim i ugroženim farmama od kravljih boginja, preporuča se primjena medicinskog pripravka - detritus malih boginja, kojim se imuniziraju sve klinički zdrave deve, bez obzira na njihovu dob, spol i fiziološko stanje ( trudnoća i deva u laktaciji). Da biste to učinili, vuna se odreže u donjoj trećini vrata deve, tretira se alkoholnim eterom ili 0,5% otopinom karbolne kiseline, obriše se suhom vatom ili osuši, koža se scarificira i nanese debelom iglom, krajem skalpela ili skarifera 2-3 plitke paralelne ogrebotine 2 dužine -4 cm 3-4 kapi otopljenog cjepiva naneti na svježe skarificiranu površinu kože i lagano utrljati špatulom. Otopite cjepivo kako je navedeno na naljepnicama ampula i kutijica ampula. Razrijeđeno i neiskorišteno cjepivo i ampule cjepiva dezinficiraju se prokuhavanjem i uništavaju. Pribor za cijepljenje ispere se 3% otopinom karbolne kiseline ili 1% otopinom formaldehida i sterilizira kuhanjem.

Ako deva nije bila imuna na kravlje boginje, tada bi se 5-7 dana nakon cijepljenja na mjestu skarifikacije trebale pojaviti papule. Ako ih nema, cijepljenje se ponavlja, ali na suprotnoj strani vrata i cjepivom druge serije. Osobe imune na velike boginje i upoznate s pravilima osobne higijene smiju brinuti o cijepljenim i bolesnim devama. Mlade životinje, osobito iz slabe skupine, ponekad mogu snažno reagirati na cijepljenje i razboljeti se s izraženim znakovima malih boginja.

Bolesne deve koje ozbiljno reagiraju na cjepivo se izoliraju i liječe (vidi gore). Preporuča se dezinficirati stočne objekte i mjesta zaražena virusom velikih boginja vrućim 2-4% otopinama kaustične sode i kaustičnog kalija, 3% otopinom sumporno-karbolne smjese ili 2-3% otopinama sumporne kiseline ili pročišćenim otopinama izbjeljivača. , koji sadrže 2-6% aktivnog klora, koji inaktiviraju virus boginja unutar 2-3 sata (O. Trabaev, 1970). Također možete koristiti 3-5% otopine kloramina i 2% otopinu formaldehida. Gnoj se mora spaliti ili dezinficirati biotermički. Trupove deva koje uginu s kliničkim znakovima velikih boginja moraju se spaliti. Mlijeko deva oboljelih ili sumnjivih na velike boginje, ako ne sadrži primjese gnoja i nije kontraindicirano iz bilo kojeg drugog razloga, može se konzumirati tek nakon kuhanja od 5 minuta ili pasterizacije na 85°-30 minuta. Vuna i koža deva ubijenih tijekom razdoblja problema u gospodarstvu malih boginja obrađuju se prema uputama za dezinfekciju sirovina životinjskog podrijetla.

Preporuča se ukidanje ograničenja na farmama i naseljima zahvaćenim boginjama najkasnije 20 dana nakon oporavka svih životinja i ljudi oboljelih od boginja i nakon temeljite obavljene završne dezinfekcije.

134. Kemijski sastav i biokemijska svojstva virusa

1.1 Građa i kemijski sastav viriona.

Najveći virusi (virusi malih boginja) po veličini su bliski maloj veličini bakterija, najmanji (patogeni encefalitisa, dječje paralize, slinavke i šapa) bliski su velikim proteinskim molekulama usmjerenim prema molekulama hemoglobina u krvi. Drugim riječima, virusi imaju svoje divove i patuljke. Za mjerenje virusa koristi se konvencionalna vrijednost koja se naziva nanometar (n1nm). Jedan nm je milijunti dio milimetra. Veličine različitih virusa variraju od 20 do nekoliko stotina nm.

Jednostavni virusi sastoje se od proteina i nukleinske kiseline. Najvažniji dio virusne čestice, nukleinska kiselina, nositelj je genetske informacije. Ako stanice ljudi, životinja, biljaka i bakterija uvijek sadrže dvije vrste nukleinskih kiselina: dezoksiribonukleinsku kiselinu DNA i ribonukleinsku RNA, tada se u različitim virusima nalazi samo jedna vrsta, bilo DNA ili RNA, što je osnova za njihovu klasifikaciju. Druga bitna komponenta viriona, proteini, razlikuju se među virusima, što im omogućuje prepoznavanje pomoću imunoloških reakcija.

Virusi koji su složenije strukture, osim proteina i nukleinskih kiselina, sadrže ugljikohidrate i lipide. Svaka skupina virusa karakterizirana je vlastitim skupom proteina, masti, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina. Neki virusi sadrže enzime. Svaka komponenta viriona ima specifične funkcije: proteinski omotač ih štiti od štetnih učinaka, nukleinska kiselina je odgovorna za nasljedna i infektivna svojstva i igra vodeću ulogu u varijabilnosti virusa, a enzimi sudjeluju u njihovoj reprodukciji. Obično se nukleinska kiselina nalazi u središtu viriona i okružena je proteinskom ljuskom (kapsidom), kao da je obučena u nju.

Kapsida se sastoji od određenog načina polaganja iste vrste proteinskih molekula (kapsomera), koje tvore simetrične geometrijske oblike na mjestu s nukleinskom kiselinom virusa (nukleokapsid). U slučaju kubične simetrije nukleokapsida, nit nukleinske kiseline smotana je u loptu, a kapsomeri su čvrsto zbijeni oko nje. Tako djeluju virusi dječje paralize, slinavke i šapa itd.

Uz spiralnu (štapićastu) simetriju nukleokapsida, virusna nit je upletena u obliku spirale, svaki je zavoj prekriven kapsomerima, tamno susjednim jedan uz drugi. Struktura kapsomera i izgled viriona mogu se promatrati pomoću elektronske mikroskopije.

Većina virusa koji uzrokuju infekcije kod ljudi i životinja imaju kubni tip simetrije. Kapsida gotovo uvijek ima oblik ikosaedra pravilnog dvadesetokuta s dvanaest vrhova i stranama jednakostraničnog trokuta.

Mnogi virusi, osim proteinske kapside, imaju vanjsku ovojnicu. Osim virusnih proteina i glikoproteina, sadrži i lipide posuđene iz plazma membrane stanice domaćina. Virus influence je primjer spiralnog viriona u ovojnici s kubičnim tipom simetrije.

Suvremena klasifikacija virusa temelji se na vrsti i obliku njihove nukleinske kiseline, vrsti simetrije i prisutnosti ili odsutnosti vanjske ovojnice.

Biokemijska svojstva - vidi priručnik za obuku!!!

135. Dijelovi organa koji zadržavaju funkcionalnu i proliferirajuću aktivnost in vitro

Kultura stanica

stanice bilo kojeg životinjskog tkiva koje mogu rasti u obliku jednog sloja u umjetnim uvjetima na staklenoj ili plastičnoj površini ispunjenoj posebnom hranjivom podlogom. Izvor stanica je svježe dobiveno životinjsko tkivo - primarne stanice" sojevi laboratorijskih stanica - presađen na-ry. Stanice. Embrionalne i tumorske stanice imaju najbolju sposobnost rasta u umjetnim uvjetima. Raspon diploidnih stanica ljudi i majmuna prolazi ograničen broj puta, zbog čega se ponekad naziva polukontinuirani rez stanica. Faze dobivanja staničnih sorti: mljevenje izvora; liječenje tripsinom; oslobađanje od detritusa; standardizacija broja stanica suspendiranih u hranjivom mediju s antibioticima; izlijevanje u epruvete ili boce, u kojima se stanice talože na stijenkama ili dnu i počinju se razmnožavati; kontrolu nad stvaranjem monosloja. Tipovi stanica koriste se za izolaciju virusa iz istraživanja. materijal za nakupljanje virusne suspenzije, studija St. Nedavno se koristi u bakteriologiji.

136. Parastezije. Što je?

PARESTEZIJE(od grčkog para-blizu, suprotno od i aisthesis-osjećaj), ponekad se nazivaju i disestezije, koje nisu uzrokovane vanjskim nadražajem, osjećajima obamrlosti, bockanja, naježenosti (myrmeciasis, myrmecismus, formicatio), žarenja, svrbeža, bolne hladnoće (tj. n. psihroestezija), pokreti itd., osjeti u prividno očuvanim udovima kod amputiraca (pseudomelia paraesthetica). Uzroci P. mogu biti različiti. P. se može pojaviti kao posljedica lokalnih promjena u cirkulaciji krvi, s Renaudovom bolešću, s eritromelalgijom, s akroparestezijom, s endarteritisom, kao početni simptom spontane gangrene. Ponekad se javljaju s oštećenjem živčanog sustava, s traumatskim neuritisom (usp. tipični. P. s modricom n. ulnaris u području sulcus olecrani), s toksičnim i infektivnim neuritisom, s radikulitisom, sa spinalnim pahimeningitisom (kompresija korijena), s akutnim i kroničnim. mijelitis, osobito kod kompresije leđne moždine (tumori leđne moždine) i kod tabes dorsalis. Njihova dijagnostička vrijednost u svim ovim slučajevima jednaka je dijagnostičkoj vrijednosti boli, anestezije i hiperestezije: pojavljujući se u određenim područjima, duž trakta jednog ili drugog perifernog živca ili u području jedne ili druge radikularne inervacije, mogu daju vrijedne indikacije o mjestu patologije. postupak. P. su također moguće kao manifestacije cerebralnog oštećenja. Dakle, s kortikalnom epilepsijom, napadaji često počinju s P., lokaliziranim u udu iz kojeg tada počinju konvulzije. Često se opažaju kod cerebralne arterioskleroze ili kod cerebralnog sifilisa, a ponekad su i vjesnici apoplektičkog moždanog udara.- Posebno mjesto zauzimaju tzv. psihički P., tj. P. psihogenog, hipohondrijskog podrijetla, koji se posebno odlikuje činjenicom da nemaju elementarni, kao organski, već složeni karakter - "crvi gmižu pod tjemenom", "dižu loptu iz trbuha" na vrat” (Oppenheim) itd. Njihova je dijagnostička vrijednost, naravno, potpuno drugačija od one organskih P.

137. Pravila za rad i sigurnosne mjere s materijalom koji sadrži viruse

138. Virus zaraznog goveđeg rinotraheitisa

Infektivni rinotraheitis(latinski - Rhinotracheitis infectiosa bovum; engleski - Infectious bovine rhinotracheites; IRT, blistering rash, infectious vulvovaginitis, infectious rhinitis, “crveni nos”, infektivni katar gornjih dišnih putova) je akutna zarazna bolest goveda, karakterizirana uglavnom kataralnim nekrotične lezije respiratornog trakta, groznica, opća depresija i konjunktivitis, kao i pustularni vulvovaginitis i pobačaj.

Uzročnik IRT-a je Herpesvirus bovis 1, pripada obitelji herpesvirusa, sadrži DNA, promjer viriona 120... 140 nm. Izolirano je i karakterizirano devet strukturnih proteina ovog virusa.

Virus IRT može se lako uzgajati u različitim kulturama stanica, uzrokujući CPE. Reprodukcija virusa popraćena je supresijom diobe mitotičkih stanica i stvaranjem intranuklearnih inkluzija. Također ima hemaglutinirajuća svojstva i tropizam za stanice dišnih i reproduktivnih organa te može migrirati sa sluznica u središnji živčani sustav, a sposoban je inficirati fetus krajem prve i druge polovice trudnoće.

Na -60...-70 °C virus preživljava 7...9 mjeseci, na 56 °C se inaktivira nakon 20 minuta, na 37 °C - nakon 4...10 dana, na 22 °C - nakon 50 dana.Na 4 " aktivnost virusa blago opada. Zamrzavanje i odmrzavanje smanjuje njegovu virulentnost i imunogenu aktivnost.

Otopine formaldehida 1: 500 inaktiviraju virus nakon 24 sata, 1: 4000 - nakon 46 sati, 1: 5000 - nakon 96 sati U kiseloj sredini virus brzo gubi aktivnost i traje dugo (do 9 mjeseci). ) na pH 6,0... 9,0 i temperaturi 4 °C. Postoje podaci o preživljavanju virusa u sjemenu bika pohranjenom na temperaturi suhog leda 4...12 mjeseci, au tekućem dušiku 1 godinu. Pokazana je mogućnost inaktivacije virusa u spermi bika tretiranjem 0,3% otopinom tripsina.

Izvori uzročnika su bolesne životinje i latentni kliconoše. Nakon infekcije virulentnim sojem, sve životinje postaju latentni nositelji virusa. Bikovi su vrlo opasni, jer nakon oboljenja izlučuju virus 6 mjeseci i mogu zaraziti krave tijekom parenja. Virus se oslobađa u vanjsku sredinu s nosnim sekretom, iscjetkom iz očiju i spolnih organa, s mlijekom, urinom, izmetom i spermom. Vjeruje se da su u afričkim zemljama gnuovi rezervoar RTI virusa. Osim toga, virus se može razmnožavati u krpeljima, koji igraju važnu ulogu u izazivanju bolesti kod goveda.

Čimbenici prijenosa virusa su zrak, hrana, sperma, vozila, predmeti za njegu, ptice, insekti, kao i ljudi (radnici na farmi). Putevi prijenosa: kontaktni, zračni, prenosivi, alimentarni.

Prijemljive životinje su goveda, bez obzira na spol i dob. Bolest je najteža kod tovnih goveda. U pokusu je bilo moguće zaraziti ovce, koze, svinje i jelene. Obično se životinje razbole 10...15 dana nakon ulaska na nefunkcionalnu farmu.

Stopa morbiditeta od RTI je 30...100%, smrtnost je 1...15%, može biti veća ako je bolest komplicirana drugim respiratornim infekcijama.

U primarnim žarištima bolest pogađa gotovo cijelu populaciju, a stopa smrtnosti doseže 18%. IRT se često javlja na industrijskim farmama kada se regrutiraju grupe životinja koje su dovedene s različitih farmi.

Ulaskom u sluznicu dišnog ili genitalnog trakta virus prodire u epitelne stanice, gdje se razmnožava, uzrokujući njihovu smrt i deskvamaciju. Tada se na površini sluznice respiratornog trakta stvaraju čirevi, a u genitalnom traktu čvorići i pustule. Iz primarnih lezija virus sa zrakom ulazi u bronhe, a iz gornjih dišnih putova može ući u konjunktivu, gdje uzrokuje distrofične promjene u zahvaćenim stanicama, što izaziva upalni odgovor u tijelu. Tada se virus adsorbira na leukocite i širi u limfne čvorove, a odatle ulazi u krv. Viremiju prati opća depresija životinje i groznica. Kod teladi se virus krvlju prenosi u parenhimske organe, gdje se razmnožava, uzrokujući degenerativne promjene. Prolaskom virusa kroz krvno-moždanu i placentarnu barijeru dolazi do patoloških promjena u mozgu, placenti, maternici i fetusu. Patološki proces također uvelike ovisi o komplikacijama koje uzrokuje mikroflora.

Razdoblje inkubacije prosječno je 2...4 dana, vrlo rijetko duže. U osnovi, bolest je akutna. Postoji pet oblika IRT-a: infekcije gornjih dišnih puteva, vaginitis, encefalitis, konjuktivitis i artritis.

Ako su zahvaćeni dišni organi moguća je kronična serozno-gnojna upala pluća od koje strada oko 20% teladi. Kod genitalnog oblika zahvaćeno je vanjsko spolovilo, kod krava ponekad dolazi do endometritisa, a kod bikova ponekad do orhitisa koji može uzrokovati neplodnost. U bikova korištenih za umjetno osjemenjivanje, IRT se očituje recidivirajućim dermatitisom u perineumu, zatku, oko anusa, ponekad na repu i skrotumu. Virusom zaražena sperma može uzrokovati endometritis i neplodnost kod krava.

Pobačaji i fetalna smrt u maternici opažaju se 3 tjedna nakon infekcije, što koincidira s povećanjem titra antitijela u krvi gravidnih rekonvalescentnih krava, čija prisutnost ne sprječava pobačaje i fetalnu smrt u maternici.

Uočeno je da IRT ima latentni tijek kada genitalni oblik. U epitelu sluznice rodnice, njezinom predvorju i vulvi stvaraju se brojne pustule različite veličine (pustularni vulvovaginitis). Na njihovom mjestu pojavljuju se erozije i čirevi. Nakon zacjeljivanja ulcerativnih lezija, na sluznici dugo ostaju hiperemični čvorići. U bolesnih bikova proces je lokaliziran na prepucijumu i penisu. Karakteristično je stvaranje pustula i mjehurića. Mali dio steonih krava može doživjeti pobačaj, resorpciju fetusa ili prijevremeno teljenje. Pobačene životinje, u pravilu, prethodno su patile od rinotraheitisa ili konjunktivitisa. Među pobačenim kravama ne može se isključiti smrt zbog metritisa i raspadanja ploda. Međutim, česti su slučajevi pobačaja u nedostatku upalnih procesa na sluznici maternice krave. S RTI se javljaju slučajevi akutnog mastitisa. Vime je oštro upaljeno i povećano, bolno na palpaciju. Mliječnost se naglo smanjuje.

Na meningoencefalitis Uz depresiju, bilježi se motorička disfunkcija i neravnoteža. Bolest je praćena drhtanjem mišića, mukanjem, škrgutanjem zubima, grčevima i slinjenjem. Ovaj oblik bolesti uglavnom pogađa telad u dobi od 2...6 mjeseci.

Respiratorni oblik infekciju karakterizira nagli porast tjelesne temperature do 41 ... 42 "C, hiperemija nosne sluznice, nazofarinksa i dušnika, depresija, suhi bolni kašalj, obilan serozno-sluzavi iscjedak iz nosa (rinitis) i pjenasta salivacija. Kako se bolest razvija, sluz postaje gusta, u respiratornom traktu stvaraju se čepovi sluznice i žarišta nekroze.U teškoj bolesti bilježe se znakovi asfiksije.Hiperemija se proteže do nosnog zrcala ("crveni nos").Etiološka uloga dokazan je virus IRT u masovnom keratokonjunktivitisu mladih goveda. Kod mladih goveda bolest se ponekad manifestira kao encefalitis. Počinje iznenadnim uzbuđenjem, nemirima i agresijom, poremećenom koordinacijom pokreta. Tjelesna temperatura je normalna. Kod mlade teladi neki sojevi RTI virusa uzrokuju akutnu gastrointestinalnu bolest.

Općenito, kod bolesnih životinja respiratorni oblik je klinički jasno izražen, genitalni oblik često ostaje nezapažen.

Obdukcija životinja ubijenih ili uginulih u akutnom respiratornom obliku obično otkriva znakove seroznog konjunktivitisa, kataralno-gnojnog rinitisa, laringitisa i traheitisa, kao i oštećenja sluznice adneksalnih šupljina. Sluznica turbinata je edematozna i hiperemična, prekrivena mukopurulentnim slojevima. Na nekim mjestima otkrivaju se erozivne lezije različitih oblika i veličina. U nosnoj i pomoćnoj šupljini nakuplja se gnojni eksudat. Na sluznici grkljana i dušnika nalaze se sitna krvarenja i erozije. U teškim slučajevima dolazi do žarišne nekroze sluznice dušnika, a kod mrtvih životinja moguća je bronhopneumonija. Žarišna područja atelektaze nalaze se u plućima. Lumen alveola i bronha u zahvaćenim područjima ispunjen je serozno-gnojnim eksudatom. Teško oticanje intersticijalnog tkiva. Kada su zahvaćene oči, spojnica vjeđa je hiperemična, s edemom, koji se širi i na spojnicu očne jabučice. Konjunktiva je prekrivena lojnom prevlakom. Često se na njemu formiraju papilarni tuberkuli veličine oko 2 mm, male erozije i ranice.

Kod genitalnog oblika vidljive su pustule, erozije i ranice na jako upaljenoj sluznici rodnice i vulve u različitim stadijima razvoja. Osim vulvovaginitisa, može se otkriti sero-kataralni ili gnojni cervicitis, endometritis, a mnogo rjeđe proktitis. Kod otaca, u teškim slučajevima, fimoza i parafimoza se pridružuju pustularnom balanopostitisu.

Svježe pobačeni fetusi obično su edematozni, s manjim autolitičkim fenomenima. Na sluznicama i seroznim membranama postoje mala krvarenja. Nakon što prođe duže razdoblje nakon smrti ploda, promjene su izraženije; U međumišićnom vezivu i tjelesnim šupljinama nakuplja se tamnocrvena tekućina, a u parenhimskim organima nastaju žarišta nekroze.

Kada je zahvaćeno vime, otkriva se serozno-gnojni difuzni mastitis. Površina reza je edematozna, jasno granulirana zbog povećanja zahvaćenih lobula. Pri pritisku iz njega curi mutni gnojni sekret. Sluznica cisterne je hiperemična, otečena, s krvarenjima. S encefalitisom u mozgu otkrivaju se vaskularna hiperemija, oticanje tkiva i manja krvarenja.

RTI se dijagnosticira na temelju kliničkih i epidemioloških podataka, patoloških promjena u organima i tkivima uz obveznu potvrdu laboratorijskim metodama. Latentna infekcija može se utvrditi samo laboratorijskim pretragama.

Laboratorijska dijagnostika uključuje: 1) izolaciju virusa iz patološkog materijala u kulturi stanica i njegovu identifikaciju u RN ili RIF; 2) detekcija antigena virusa IRT u patološkom materijalu pomoću RIF-a; 3) otkrivanje antigena u krvnom serumu bolesnih i oporavljenih životinja (retrospektivna dijagnostika) u RN ili RIGA.

Za virološka istraživanja bolesnim životinjama uzima se sluz iz nosne šupljine, očiju, vagine i prepucija; od nasilno ubijenih i palih - komadići nosne pregrade, dušnika, pluća, jetre, slezene, mozga, regionalnih limfnih čvorova, uzeti najkasnije 2 sata nakon smrti. Prikuplja se i krvni serum za retrospektivnu serološku dijagnostiku. Za laboratorijsku dijagnostiku IRT koristiti set dijagnostičkih kompleta za IRT goveda i set dijagnostičkih kompleta za eritrocite za serodijagnostiku infekcije u RIGA-i.

Dijagnostika RTI provodi se paralelno s ispitivanjem materijala na parainfluencu-3, adenovirusnu infekciju, respiratornu sincicijsku infekciju i virusnu dijareju.

Preliminarna dijagnoza IRT u goveda postavlja se na temelju pozitivnih rezultata detekcije antigena u patološkom materijalu pomoću GREBEN uzimajući u obzir epidemiološke i kliničke podatke, te patološke promjene. Konačna dijagnoza postavlja se na temelju podudarnosti rezultata RIF-a s izolacijom i identifikacijom virusa.

U diferencijalnoj dijagnozi infektivnog rinotraheitisa potrebno je isključiti slinavku i šap, katarhalnu groznicu, parainfluencu-3, adenovirusne i klamidijske infekcije, virusnu dijareju, respiratornu sincicijsku infekciju i pasterelozu.

Oporavak od bolesti prati postojan i dugotrajan imunitet, koji se antitijelima iz kolostruma može prenijeti na potomstvo. Imunitet oporavljenih životinja traje najmanje 1,5...2 godine, međutim, čak ni izražena humoralna imunost ne sprječava perzistenciju virusa u rekonvalescentnih životinja, te ih treba smatrati potencijalnim izvorom zaraze drugih životinja. Stoga sve životinje koje imaju protutijela na IRT treba smatrati nositeljima virusa u stanju latencije.

139. Rezervoar hranjivih tvari u ptičjim embrijima u razvoju je

Uzimajući u obzir složen i prilično dug proces embriogeneze kod ptica, potrebno je formirati posebne privremene ekstraembrionalne - provizorne organe. Prva od njih koja se formira je žumanjčana vrećica, a zatim i preostali privremeni organi: amnionska membrana (amnion), serozna membrana, alantois. U evoluciji, prije toga, žumanjčana vreća je bila samo kod jesetri, koje imaju izrazito telolecitnu stanicu, a proces embriogeneze je složen i dugotrajan. Tijekom formiranja žumanjčane vreće, žumanjak se obrasta dijelovima listova koje nazivamo izvanembrionalnim slojevima ili izvanembrionalnim materijalom. Ali rub žumanjka počinje biti obrastao ekstraembrionalnim endodermom. Ekstraembrionalni mezoderm je stratificiran u 2 sloja: visceralni i parijetalni, dok je visceralni sloj uz ekstraembrionalni endoderm, a parijetalni sloj uz ekstraembrionalni ektoderm.

Ekstraembrionalni ektoderm potiskuje bjelanjak i također raste preko žumanjka. Postupno, žumanjčane mase potpuno su okružene zidom koji se sastoji od ekstraembrionalnog endoderma i visceralnog sloja ekstraembrionalnog mezoderma - formira se prvi provizorni organ - žumanjčana vrećica.

Funkcije žumanjčane vrećice. Stanice endoderma žumanjčane vrećice počinju lučiti hidrolitičke enzime koji razgrađuju žumanjčane mase. Produkti cijepanja se apsorbiraju i putuju kroz krvne žile do embrija. Ovo je način na koji žumanjčana vrećica osigurava trofičku funkciju. Iz visceralnog mezoderma nastaju prve krvne žile i prve krvne stanice pa stoga žumanjčana vrećica ima i hematopoetsku funkciju. U ptica i sisavaca među stanicama žumanjčane vrećice rano se otkrivaju stanice reproduktivne klice - gonoblasta.

140. Ponovno aktiviranje. Što je?

Na temelju promjena u genotipu, mutacije se dijele na točkaste mutacije (lokalizirane u pojedinim genima) i genske mutacije (zahvaćaju veća područja genoma).
Infekcija osjetljivih stanica virusima višestruke je prirode, tj. Nekoliko viriona ulazi u stanicu odjednom. U ovom slučaju, virusni genomi mogu surađivati ​​ili interferirati tijekom procesa replikacije. Kooperativne interakcije između virusa predstavljene su genetskom rekombinacijom, genetskom reaktivacijom, komplementacijom i fenotipskim miješanjem.
Genetska rekombinacija je češća kod DNA virusa ili RNA virusa s fragmentiranim genomom (virus influence). Tijekom genetske rekombinacije dolazi do razmjene između homolognih regija virusnih genoma.
Genetska reaktivacija opaža se između genoma srodnih virusa s mutacijama u različitim genima. Preraspodjelom genetskog materijala nastaje cjeloviti genom.
Do komplementacije dolazi kada jedan od virusa koji inficira stanicu sintetizira nefunkcionalni protein kao rezultat mutacije. Ne-mutirani virus, sintetizirajući kompletan protein, nadoknađuje njegov nedostatak u mutiranom virusu.

Moguće je održati život tkiva i organa izvan tijela njihovim uzgojem u kulturi. Prvi pokušaji održavanja vitalne aktivnosti ljudskih i životinjskih stanica u laboratorijskim uvjetima bili su 1907. Harrion i 1912. Carrel. Međutim, tek 1942. godine J. Monod je predložio suvremene metode in vitro uzgoja.

Kultura stanica je populacija genotipski sličnih stanica koje funkcioniraju i dijele se in vitro. Stanične kulture dobivene ciljanim ili nasumičnim mutacijama nazivaju se stanične linije .

Rast staničnih kultura in vitro je složen. Općenito, razlikuju se sljedeće faze:

1. Razdoblje indukcije (lag faza). Tijekom lag faze nema zamjetnog povećanja broja stanica niti stvaranja produkata. Ova faza se obično promatra nakon supkulture kulture stanica. U njemu se stanice prilagođavaju novoj sredini kulture, a metabolizam stanica se preuređuje.

2. Faza eksponencijalnog rasta. Karakterizira ga brzo nakupljanje biomase i otpadnih produkata staničnih kultura. U ovoj fazi mitoze su najčešće u usporedbi s drugim fazama rasta. Ali u ovoj fazi eksponencijalni rast ne može se nastaviti beskonačno. Ona prelazi na sljedeću fazu.

Riža. 4.2. Hep-2 kultura stanica, 48 sati uzgoja, mitoze su vidljive.

3. Faza linearnog rasta. Karakterizira smanjenje broja mitoza

4. Faza usporenog rasta. U ovoj fazi dolazi do usporavanja rasta stanične kulture zbog smanjenja broja mitoza.

5. Stacionarna faza . Uočava se nakon faze usporavanja rasta, dok broj stanica ostaje gotovo nepromijenjen. U ovoj fazi dolazi ili do prestanka mitotičke diobe stanica ili je broj stanica koje se dijele jednak broju stanica koje umiru.

6. Faza odumiranja kulture, u kojima prevladavaju procesi stanične smrti i praktički se ne opažaju mitotske diobe.

Uzastopni prijelazi iz faze 1 u fazu 6 opažaju se uglavnom zbog iscrpljivanja supstrata potrebnih za rast populacije stanica ili zbog nakupljanja toksičnih produkata njihove vitalne aktivnosti. Supstrati koji ograničavaju rast staničnih kultura nazivaju se ograničavajući .

U uvjetima u kojima je koncentracija supstrata i drugih komponenti potrebnih za rast stanica konstantna, proces povećanja broja stanica je autokatalitičke prirode. Ovaj proces je opisan sljedećom diferencijalnom jednadžbom:

gdje je N broj stanica, μ je specifična stopa rasta.

Riža. 4.3. Kultura stanica RD – humani rabdomiosarkom. Jednoslojne, žive neobojene stanice.

Uzastopni prijelazi iz faze 1 u fazu 6 opažaju se uglavnom zbog iscrpljivanja supstrata potrebnih za rast populacije stanica ili zbog nakupljanja toksičnih produkata njihove vitalne aktivnosti.

Da bi se održao život stanica u kulturi, moraju biti ispunjeni brojni obvezni uvjeti:

Potrebno je uravnoteženo prehrambeno okruženje;

Najstroža sterilnost;

Optimalna temperatura;

Pravovremena pasaža, odnosno presađivanje na novu hranjivu podlogu.

J. Monod prvi je skrenuo pozornost na ograničenje procesa rasta stanične kulture supstratima enzimskih reakcija. Supstrati koji ograničavaju rast staničnih populacija nazivaju se ograničavajući.

Gotovo sve stanične populacije karakteriziraju promjene u stopama rasta pod utjecajem inhibitora i aktivatora. Postoje inhibitori koji djeluju na DNA (nalidiksonska kiselina), inhibitori koji djeluju na RNA (aktinomicin D), inhibitori sinteze proteina (kloramfenikol, eritromicin, tetraciklin), inhibitori sinteze stanične stijenke (penicilin), membranske aktivne tvari (toluen, kloroform), energetski inhibitori. procesa (2,4 – dinitrofenol), ograničavajući inhibitori enzima.

Jedan od najvažnijih čimbenika koji određuju kinetiku rasta stanica su vodikovi ioni. Mnoge stanične kulture rastu u uskom pH rasponu; promjena pH dovodi do usporavanja njihova rasta ili do potpunog prestanka rasta

Jedan od prvih pokušaja da se opiše fenomen restrikcije rasta populacije napravio je P. Ferhgulst 1838. Sugerirao je da uz proces razmnožavanja organizama postoji i proces smrti organizama koji se promatra zbog "nagomilavanja", tj. Ovaj proces se događa kada se dvije osobe sretnu.

U razvoju bilo koje stanične populacije dolazi razdoblje prestanka rasta stanica i stanične smrti. Očito, zaustavljanje rasta i smrt stanica nisu manje važni od njihove reprodukcije i rasta. Ovi procesi su posebno važni za višestanične organizme. Nekontroliran i nekontroliran rast pojedinih stanica uzrok je onkoloških bolesti, zastoja u rastu, starenja i odumiranja stanica uzrok je starenja i smrti organizma u cjelini.

Različite populacije i različite stanice ponašaju se potpuno drugačije. Bakterijske stanice i stanice jednostaničnih organizama izvana izgledaju "besmrtne". Kada su izložene prikladnom ugodnom okruženju s viškom ograničavajućeg supstrata, stanice se počinju aktivno razmnožavati. Ograničenje njihovog rasta određeno je potrošnjom supstrata, nakupljanjem produkata inhibitora, kao i specifičnim mehanizmom ograničenja rasta koji se naziva "progresivna inkompetencija".

Stanice višestaničnih organizama ponašaju se potpuno drugačije. Diferencirane stanice čine organe i tkiva, a njihov rast i reprodukcija su fundamentalno ograničeni. Ako je mehanizam kontrole rasta uništen, nastaju pojedinačne stanice koje rastu neograničeno. Ove stanice čine populaciju stanica raka, njihov rast dovodi do smrti tijela u cjelini.

Istraživanje problema starenja “normalnih” stanica višestaničnih organizama ima vrlo zanimljivu povijest. Po prvi put, ideju da bi normalne somatske stanice životinja i ljudi trebale deterministički izgubiti sposobnost dijeljenja i umiranja izrazio je veliki njemački biolog August Weismann 1881. Otprilike u isto vrijeme znanstvenici su naučili prenijeti životinjske i ljudske stanice u Kultura. Početkom stoljeća poznati kirurg, jedan od utemeljitelja in vitro tehnologije uzgoja stanica, nobelovac Alexis Carrel proveo je eksperiment koji je trajao 34 godine. Tijekom tog razdoblja uzgajao je stanice fibroblasta dobivene iz pilećih srca. Eksperiment je prekinut jer je autor bio uvjeren da se stanice mogu uzgajati zauvijek. Ovi su rezultati uvjerljivo pokazali da starenje nije odraz procesa koji se odvijaju na staničnoj razini.

Međutim, ovaj se zaključak pokazao pogrešnim. “Besmrtne” su degenerirane (transformirane) stanice koje su izgubile kontrolu rasta i pretvorile se u stanice raka. Tek 1961. L. Hayflick, vraćajući se na pokuse A. Carrela, pokazao je da su normalni "netransformirani" ljudski fibroblasti sposobni izvršiti oko 50 dioba i potpuno zaustaviti reprodukciju. Trenutno nema sumnje da normalne somatske stanice imaju ograničen potencijal replikacije.

Kako bi se definirao skup procesa "programiranog" starenja i stanične smrti, predložen je termin "apoptoza". Apoptozu je potrebno razlikovati od nekroza – smrt stanica uslijed slučajnih događaja ili pod utjecajem vanjskih toksina. Nekroza rezultira otpuštanjem sadržaja stanice u okoliš i obično uzrokuje upalni odgovor. Apoptoza je fragmentacija sadržaja stanice iznutra, koju provode posebni intracelularni enzimi, čija se indukcija i aktivacija događa kada stanica primi vanjski signal ili kada se enzimi natjeraju u stanicu - aktivatori apoptotičkog "stroja", ili kada je stanica oštećena vanjskim čimbenicima koji ne dovode do nekroze, ali mogu inicirati apoptozu (ionizirajuće zračenje, reverzibilno pregrijavanje itd.).

Trenutačni interes istraživača za apoptozu vrlo je velik, a determiniran je sviješću o važnoj ulozi apoptoze u ponašanju staničnih populacija, jer njegova uloga nije manja od uloge procesa staničnog rasta i reprodukcije.

Koncept “programirane” stanične smrti postojao je jako dugo, ali tek 1972. godine, nakon rada Kerra, Willyja i Curriera, u kojem je pokazano da mnogi procesi “programirane” i “neprogramirane” stanice smrti prilično blizu, interes za apoptozu je uvelike porastao. Nakon što je prikazana uloga procesa razgradnje DNA u apoptozi i, u mnogim slučajevima, neophodna de novo sinteza RNA i specifičnih proteina, apoptoza je postala predmetom biokemije i molekularne biologije.

Molekularna biologija apoptoze vrlo je raznolika. Apoptoza se proučava morfološkim promjenama u stanicama, indukcijom, aktivnošću i pojavom produkata transglutaminaze koji "povezuju" proteine, fragmentacijom DNA, promjenama u tokovima kalcija, pojavom fosfatidilserina na membrani.

Godine 1982. S.R. Umansky je predložio da je jedna od funkcija programa smrti eukariotskih stanica eliminacija stalno nastalih stanica s onkogenim svojstvima. Tu hipotezu potvrđuje otkriće proteina p53, induktora apoptoze i supresora tumora. Protein p53 je transkripcijski regulator sposoban prepoznati specifične sekvence DNA. Gen p53 aktivira nekoliko gena koji odgađaju diobu stanica u G 1 fazi. Nakon djelovanja čimbenika koji oštećuju DNA (zračenje, ultraljubičasto zračenje) ekspresija gena p53 u stanicama se znatno pojačava. Pod utjecajem p53, stanice s višestrukim prekidima DNA kasne u G 1 fazi, a ako uđu u S fazu (na primjer, u slučaju tumorske transformacije), podvrgavaju se apoptozi.

Mutacija gena p53 omogućuje stanicama s oštećenom DNA da završe mitozu, čuva stanice koje su prošle tumorsku transformaciju, a otporne su na zračenje i kemoterapiju. Mutantni oblik proteina p53 nema sposobnost zaustavljanja staničnog ciklusa.

Trenutno najčešći koncept “programiranog” starenja temelji se na konceptu telomera. Činjenica je da DNA polimeraza nije sposobna replicirati "repove" 3/- kraja DNA predloška - nekoliko nukleotida na 3/- kraju. Ponovljena replikacija DNA tijekom stanične reprodukcije u ovom bi slučaju trebala dovesti do skraćivanja čitljive regije. Ovo skraćivanje može biti uzrok starenja i smanjenja replikacijskog potencijala te pogoršanja funkcioniranja kromosoma. Kako bi spriječio ovaj proces, specifični enzim, telomeraza, sintetizira opetovano ponovljeni heksanukleotid TTAGGG na krajevima jezgre DNK, tvoreći produženi dio DNK koji se naziva telomera. Enzim telomeraza je 1971. predvidio A. Olovnikov, a 1985. otkrili Greider i Blackburn.

U većini stanica normalnog ljudskog tkiva telomeraza je neaktivna, pa stanice prolaze kroz apoptozu nakon 50 do 100 dioba, računajući od nastanka iz stanice preteče. U stanicama malignog tumora aktivan je gen telomeraze. Dakle, unatoč njihovoj “starosti” u smislu broja završenih staničnih ciklusa i akumulacije velikog broja mutacijskih promjena u strukturi DNA, životni vijek malignih stanica gotovo je neograničen. Kako bi se prevladalo skraćivanje genoma i starenje, prema tim idejama, stanica mora aktivirati gen telomeraze i izraziti više telomeraze.

Rast staničnih populacija ograničen je brojnim čimbenicima koji dovode do postojanja ograničenja u nakupljanju stanične biomase. Za životinjske i biljne stanice, ograničenje rasta je vitalna potreba; Rast višestaničnih organizama je ograničen. Najvažniji čimbenici koji ograničavaju rast staničnih populacija uključuju:

1. Iscrpljenost sustava ograničavajućim supstratom;

2. Pojava u populaciji stanica koje su izgubile sposobnost dijeljenja.

3. Nakupljanje produkata koji su jaki inhibitori rasta.

Ograničavanje rasta stanične populacije može imati specifičnu prirodu programiranog kvara. Biokemijski mehanizmi koji zaustavljaju proliferaciju stanica očito su različite prirode. Sada je jasno da je u brojnim slučajevima zaustavljanje rasta povezano s gubitkom osjetljivosti stanica na čimbenike okoliša rasta. Kao primjer možemo navesti karakteristike rasta populacije limfocita izazvane djelovanjem faktora rasta. Na primjer, dinamika pojave i nestanka receptora faktora rasta na staničnoj membrani T-limfocita karakterizirana je činjenicom da se brza ekspresija receptora zamjenjuje stadijem njegovog gubitka. Moguće je da je "desensitizacija" receptora faktora rasta povezana s mehanizmom njegove inaktivacije tijekom reakcije.

Za dobivanje kulture najbolje je koristiti svježe stanice uzete iz tkiva odrasle osobe, embrija, pa čak i iz malignih tumora. Trenutno su dobivene kulture stanica iz pluća, kože, bubrega, srca, jetre i štitnjače. Stanice se uzgajaju na čvrstim ili tekućim hranjivim podlogama u obliku jednoslojne kulture, npr. na staklu, ili u obliku suspenzije u bočicama ili posebnim uređajima – fermentorima.

Trenutno se metode matematičkog modeliranja koje koriste računalne tehnologije sve više koriste za proučavanje mehanizama koji leže u osnovi rasta i razvoja staničnih populacija. S jedne strane, ovi pristupi pružaju mogućnost temeljnog proučavanja dinamike procesa, uzimajući u obzir čitav skup učinaka koji kompliciraju rast stanovništva, s druge strane, oni omogućuju razumno traženje tehnoloških režima i finu kontrolu proces rasta stanica.

Životni vijek nekih sojeva stanica u kulturi može doseći više od 25 godina. Međutim, prema Hayflicku (1965), životni vijek stanica u kulturi ne premašuje životni vijek vrste organizma iz koje su uzete. Ako se stanice drže u kulturi dulje vrijeme, mogu degenerirati u kancerogene. Na primjer, starenje ljudskih diploidnih fibroblasta u kulturi tkiva odgovara starenju cijelog organizma. Lakše je održavati kulturu stanica iz slabo diferenciranih ili nediferenciranih tkiva - limfocitne stanice, fibroblasti i neke epitelne stanice. Visoko diferencirane i visoko specijalizirane stanice unutarnjih organa (jetre, miokarda i dr.) slabo rastu na hranjivim medijima.

Metoda kulture tkiva od velike je važnosti za proučavanje zloćudnih tumora i njihovu dijagnostiku, proučavanje obrazaca regeneracije (proliferacija, faktori regeneracije itd.), za dobivanje čistog produkta stanične aktivnosti (enzimi, hormoni, lijekovi), za dijagnosticiranje nasljednih bolesti. Kultura stanica ima široku primjenu u genetičkom inženjerstvu (izolacija i prijenos gena, mapiranje gena, proizvodnja monoklonskih protutijela itd.). Uz pomoć staničnih kultura proučava se mutagenost i karcinogenost raznih kemijskih i bioloških spojeva, lijekova i sl.

Trenutno je nemoguće zamisliti izolaciju i proučavanje virusa bez uporabe staničnih kultura. Prvo izvješće o razmnožavanju polio virusa u kulturama stanica pojavilo se 1949. godine (Enders J.F. et al.). Kulture stanica u virologiji koriste se u sljedeće svrhe: 1) izolacija i identifikacija virusa; 2) otkrivanje virusne infekcije značajnim povećanjem količine protutijela u uparenim serumima; 3) pripremanje antigena i antitijela za upotrebu u serološkim pretragama. Glavni izvori tkiva za dobivanje jednoslojnih kultura su životinjska tkiva, na primjer, bubrezi majmuna, ljudski maligni tumori i tkiva ljudskog fetusa.

Metoda umjetnog uzgoja također igra važnu ulogu u proučavanju makrofagnog sustava. Uloga ovog sustava u infektivnom procesu, u stvaranju antitijela, metabolizmu krvnih pigmenata, u poremećajima metabolizma lipida, u metabolizmu kemoterapijskih lijekova, biokemijska i biofizička svojstva, kao i neoplastična moć ovih stanica. studirao. Većina ovih istraživanja sažeta je u Nelsonovoj monografiji (Nelson D.S., 1969). Makrofage su prvi put izolirali u čistoj kulturi 1921. godine Carrel i Ebeling iz pileće krvi. Budući da su mnoge studije provedene na makrofagima relevantne za probleme ljudske fiziologije i patologije, poželjno je provesti takve studije na kulturama makrofaga ljudi ili sisavaca, iako se makrofagi sisavaca ne razmnožavaju u umjetnom hranjivom mediju. Krv može biti dostupan izvor makrofaga, ali je prinos makrofaga nizak. Najčešće korišteni izvor makrofaga je peritonealna tekućina. Sadrži mnogo makrofaga i obično nema drugih stanica. Mnogi slobodni makrofagi prisutni su u plućima (alveolarni makrofagi). Dobivaju se ispiranjem alveola i dišnih puteva kunića.

Analiza ljudskog kariotipa nemoguća je bez uporabe kulture stanica. U tu svrhu ispituju se limfociti iz krvi, slezene, limfnih čvorova, stanica koštane srži, humanih fibroblasta i stanica amnionske tekućine. Za poticanje mitoze limfocita u medij kulture dodaje se fitohemaglutinin. Rast stanica traje 48 – 72 sata. 4-6 sati prije završetka uzgoja u podlogu se dodaje kolhicin koji zaustavlja diobu stanica u metafazi jer potiskuje stvaranje vretena. Kako bi se postigla dobra raspoređenost kromosoma na metafaznim pločama, stanice se tretiraju hipotoničnom otopinom (0,17%) natrijeva klorida ili drugim otopinama.

Za dijagnosticiranje mnogih biokemijskih i citogenetskih defekata embrija posljednjih se godina naširoko koristi kultura embrionalnih stanica dobivena transabdominalnom amniocentezom. Amniocenteza se radi između 15. i 18. tjedna. trudnoća. Stanična populacija amnionske tekućine u ovom razdoblju sastoji se uglavnom od deskvamiranih stanica ektodermalnog podrijetla: stanica amniona, epidermisa kože, kao i epitela žlijezda znojnica i lojnica, usne šupljine i dijelom probavnog i genitalnog trakta. i druge dijelove embrija. Godine 1956. pojavila su se izvješća o određivanju kromosomskog spola fetusa na temelju proučavanja spolnog kromatina u stanicama amnionske tekućine. Godine 1963. Fuchs i Philip uzgojili su stanice amnionske tekućine. Trenutno se koristi nekoliko metoda za dobivanje staničnih kultura amnionske tekućine. Obično se uzima 10 ml tekućih uzoraka za analizu, centrifugira, stanični sediment resuspendira i nasađuje u plastične bočice ili Petrijeve zdjelice u posebnom mediju. Rast postaje vidljiv nakon nekoliko dana. Nakon ponovnog nasađivanja, stanična suspenzija 14. – 21. dana koristi se za dobivanje metafaznih ploča.

Većina suvremenih spoznaja u molekularnoj biologiji, molekularnoj genetici i genetičkom inženjerstvu dobivena je proučavanjem staničnih kultura mikroorganizama. To je uvjetovano činjenicom da se mikroorganizmi i stanične linije relativno lako kultiviraju, proces stvaranja nove generacije traje od desetak minuta do nekoliko sati u usporedbi s makroorganizmima kojima su potrebne godine i desetljeća za rast. Istodobno, scenariji razvoja su slični za sve populacije koje se razvijaju u zatvorenim sustavima.

Stanične kulture

Tehnologija stanične kulture uključuje uzgoj stanica izvan živih organizama.

Kulture biljnih stanica

Kulture biljnih stanica nisu samo važan korak u stvaranju transgenih biljaka, već su i ekološki prihvatljive ekonomski isplativo izvor prirodnih proizvoda s terapeutskim svojstvima, kao što je paklitaksel, koji se nalazi u drvu tise i prodaje se kao lijek za kemoterapiju pod nazivom Taxol. Kulture biljnih stanica također se koriste za proizvodnju tvari koje se koriste u prehrambenoj industriji kao arome i boje.

Kulture stanica insekata

Proučavanje i primjena staničnih kultura insekata proširuje mogućnosti razvoja i korištenja bioloških sredstava od strane ljudi koji uništavaju insekte štetočine, ali ne utječu na održivost korisnih insekata, a također se ne nakupljaju u okolišu. Iako su dobrobiti bioloških metoda suzbijanja štetnika odavno poznate, proizvodnja takvih biološki aktivnih tvari i patogena za insekte i mikroorganizme u industrijskim količinama vrlo je teška. Korištenje staničnih kultura insekata može u potpunosti riješiti ovaj problem. Osim toga, baš kao i biljne stanice, stanice insekata mogu se koristiti za sintezu lijekova. Ova perspektiva se trenutno aktivno proučava. Osim toga, proučava se mogućnost korištenja stanica insekata za proizvodnju VLP cjepiva (VLP - virus-like particle - čestice slične virusu) za liječenje zaraznih bolesti kao što su SARS i gripa. Ova bi tehnika mogla uvelike smanjiti troškove i eliminirati sigurnosne probleme povezane s tradicionalnom metodom s kokošjim jajima.

Kulture stanica sisavaca

Kulture stanica sisavaca jedno su od glavnih oruđa stručnjaka za uzgoj stoke više od desetljeća. U laboratorijskim uvjetima, jajašca dobivena od krava izvrsne kvalitete oplođuju se spermatozoidima dotičnih bikova. Dobiveni embriji se nekoliko dana uzgajaju u epruveti, nakon čega se ugrađuju u maternicu krava surogat majki. Ista tehnika je osnova in vitro oplodnje kod ljudi.

Trenutačno uporaba staničnih kultura sisavaca daleko nadilazi umjetnu oplodnju. Stanice sisavaca mogu nadopuniti, a možda jednog dana i zamijeniti, korištenje životinja za ispitivanje sigurnosti i učinkovitosti novih lijekova. Osim toga, baš kao i stanice biljaka i kukaca, stanice sisavaca mogu se koristiti za sintetiziranje lijekova, posebice nekih životinjskih proteina koji su presloženi da bi ih sintetizirali genetski modificirani mikroorganizmi. Na primjer, monoklonska protutijela sintetiziraju kulture stanica sisavaca.

Znanstvenici također razmatraju mogućnost korištenja stanica sisavaca za proizvodnju cjepiva. Godine 2005. američko Ministarstvo zdravstva i društvenih usluga dodijelilo je tvrtki Sanofi Pasteur ugovor vrijedan 97 milijuna dolara. Zadatak stručnjaka tvrtke je razviti metode za uzgoj stanica sisavaca kako bi se ubrzao razvoj cjepiva protiv gripe i, sukladno tome, povećala spremnost čovječanstva za pandemiju.

Terapije temeljene na kulturi odrasle matične stanice, koji se nalaze u nekim tkivima tijela (koštana srž, masno tkivo, mozak itd.), također će uskoro zauzeti svoje zasluženo mjesto u kliničkoj praksi. Istraživači su otkrili da tijelo može koristiti matične stanice za popravak oštećenog tkiva. Odrasle hematopoetske matične stanice već se dugo koriste kao transplantacije koštane srži. Oni su neophodni za obnavljanje procesa sazrijevanja i formiranja svih vrsta krvnih stanica. Takve se stanice u velikim količinama mogu dobiti iz krvi pupkovine, ali je njihova izolacija prilično složen proces.

Istraživači trenutno rade na metodama za izolaciju matičnih stanica iz placente i masnog tkiva. Niz stručnjaka bavi se razvojem metoda staničnog reprogramiranja - vraćanjem zrelih stanica tijela, na primjer, stanica kože, u nediferencirano stanje i naknadnom stimulacijom njihove diferencijacije u stanice tražene vrste tkiva.

Embrionalne matične stanice

Korištenje embrionalne matične stanice također se smatra potencijalnom terapijom za mnoge bolesti. Kao što naziv govori, embrionalne stanice dobivaju se iz embrija, točnije onih koje se razvijaju iz jajnih stanica koje su oplođene in vitro (klinike za in vitro oplodnju) te se uz pristanak darivatelja daju istraživačima za znanstvenu upotrebu. Obično se koriste blastociste - 4-5 dana stari embriji koji pod mikroskopom izgledaju poput kuglica, a sastoje se od nekoliko stotina stanica.

Kako bi se izolirale ljudske embrionalne matične stanice, unutarnja stanična masa blastociste se prenosi u hranjivi medij za kulturu, gdje se stanice počinju aktivno dijeliti. Unutar nekoliko dana stanice prekrivaju cijelu površinu ploče s kulturom. Istraživači zatim skupljaju stanice koje se dijele, dijele ih na dijelove i stavljaju u nove ploče. Proces premještanja stanica u nove ploče naziva se ponovno zasijavanje i može se ponoviti mnogo puta tijekom mnogo mjeseci. Ciklus staničnog prolaska naziva se prolaz. Embrionalne matične stanice koje su postojale u kulturi šest ili više mjeseci bez diferencijacije (tj. ostaju pluripotentne – sposobne se diferencirati u stanice bilo kojeg tkiva u tijelu) i zadržavaju normalan skup gena nazivaju se linija embrionalnih matičnih stanica.

Unutarnja površina ploče kulture često je prekrivena stanicama kože iz mišjih embrija koji su genetski modificirani da se ne mogu dijeliti. Ove stanice tvore hranidbeni sloj - "hranjivi supstrat", zahvaljujući kojem se embrionalne stanice pričvršćuju na površinu. Znanstvenici pokušavaju poboljšati postojeću metodu i eliminirati potrebu za korištenjem mišjih stanica, jer njihova prisutnost uvijek predstavlja rizik od ulaska virusnih čestica i mišjih proteina u kulturu ljudskih stanica koje mogu izazvati alergijsku reakciju.

Maksimalna vrijednost terapija matičnim stanicama i tkivnim inženjeringom može se postići kada su terapijske matične stanice i tkiva uzgojena iz njih genetski identična stanicama primateljima. Stoga, ako sam pacijent nije njihov izvor, matične stanice moraju se modificirati tako da se njihov genetski materijal zamijeni genima primatelja i tek potom diferencirati u stanice određene vrste. Trenutno se postupak zamjene genetskog materijala i reprogramiranja može uspješno izvesti samo s embrionalnim matičnim stanicama.