L'uso di colture cellulari. Tecnologie biotecnologiche: colture cellulari

I rudimenti di organi cresciuti al di fuori del corpo (in vitro). La coltivazione di cellule e tessuti si basa sul rigoroso rispetto della sterilità e sull'uso di speciali mezzi nutritivi che assicurano il mantenimento dell'attività vitale delle cellule coltivate e sono il più simili possibile all'ambiente con cui le cellule interagiscono nel corpo. Il metodo per ottenere colture cellulari e tissutali è uno dei più importanti nella biologia sperimentale. Le colture cellulari e tissutali possono essere congelate e conservate a lungo a temperatura di azoto liquido (-196°C). L'esperimento fondamentale sulla coltivazione delle cellule animali fu condotto dallo scienziato americano R. Harrison nel 1907, inserendo un pezzo del rudimento del sistema nervoso di un embrione di rana in un linfonodo. Le cellule germinali sono rimaste in vita per diverse settimane, da esse sono cresciute fibre nervose. Nel tempo, il metodo è stato migliorato da A. Carrel (Francia), M. Burroughs (USA), A. A. Maksimov (Russia) e altri scienziati che hanno utilizzato il plasma sanguigno e un estratto dai tessuti dell'embrione come mezzo nutritivo. I progressi successivi nell'ottenimento di colture cellulari e tissutali furono associati allo sviluppo di mezzi di una certa composizione chimica per la coltura di vari tipi di cellule. Di solito contengono sali, aminoacidi, vitamine, glucosio, fattori di crescita, antibiotici, che prevengono l'infezione della coltura con batteri e funghi microscopici. F. Steward (USA) ha avviato la creazione di un metodo per la coltura di cellule e tessuti nelle piante (su un pezzo di floema di carota) nel 1958.

Per la coltivazione di cellule animali e umane possono essere utilizzate cellule di diversa origine: epiteliali (fegato, polmoni, ghiandola mammaria, pelle, vescica, rene), tessuto connettivo (fibroblasti), scheletrico (osso e cartilagine), muscolare (scheletrico, cuore e muscoli lisci), il sistema nervoso (cellule gliali e neuroni), le cellule ghiandolari che secernono ormoni (surrenali, ipofisi, cellule delle isole di Langerhans), i melanociti e vari tipi di cellule tumorali. Ci sono 2 direzioni della loro coltivazione: coltura cellulare e coltura d'organo (coltura di organi e tessuti). Per ottenere una coltura cellulare - una popolazione geneticamente omogenea in rapida proliferazione - pezzi di tessuto (di solito circa 1 mm 3) vengono rimossi dal corpo, trattati con enzimi appropriati (per distruggere i contatti intercellulari) e la sospensione risultante viene posta in un mezzo nutritivo . Le colture derivate da tessuti embrionali sono caratterizzate da una migliore sopravvivenza e da una crescita più attiva (a causa del basso livello di differenziazione e della presenza di cellule staminali progenitrici negli embrioni) rispetto ai corrispondenti tessuti prelevati da un organismo adulto. I tessuti normali danno origine a colture con una vita limitata (il cosiddetto limite di Hayflick), mentre le colture derivate da tumori possono proliferare indefinitamente. Tuttavia, anche in una coltura di cellule normali, alcune cellule si immortalano spontaneamente, cioè diventano immortali. Sopravvivono e danno origine a linee cellulari con una durata illimitata. La linea cellulare originale può essere ottenuta da una popolazione di cellule o da una singola cellula. In quest'ultimo caso, la linea si chiama clone, o clone. Con la coltivazione prolungata sotto l'influenza di vari fattori, le proprietà delle cellule normali cambiano, si verifica una trasformazione, le cui caratteristiche principali sono le violazioni della morfologia cellulare, un cambiamento nel numero di cromosomi (aneuploidia). Ad un alto grado di trasformazione, l'introduzione di tali cellule in un animale può causare la formazione di un tumore. Nella coltura d'organo, l'organizzazione strutturale del tessuto, le interazioni intercellulari vengono preservate e viene mantenuta la differenziazione istologica e biochimica. I tessuti dipendenti dagli ormoni mantengono la loro sensibilità e le risposte caratteristiche, le cellule ghiandolari continuano a secernere ormoni specifici e così via. Tali colture vengono coltivate in un recipiente di coltura su zattere (carta, millipore) o su una rete metallica che galleggia sulla superficie del mezzo nutritivo.

Nelle piante, la coltura cellulare si basa, in generale, sugli stessi principi degli animali. Le differenze nei metodi di coltivazione sono determinate dalle caratteristiche strutturali e biologiche delle cellule vegetali. La maggior parte delle cellule dei tessuti vegetali sono totipotenti: da una di queste cellule, in determinate condizioni, può svilupparsi una pianta a tutti gli effetti. Per ottenere una coltura cellulare vegetale, viene utilizzato un pezzo di qualsiasi tessuto (ad esempio callo) o organo (radice, stelo, foglia) in cui sono presenti cellule viventi. Viene posto su un mezzo nutritivo contenente sali minerali, vitamine, carboidrati e fitormoni (il più delle volte citochine e auxine). Le colture vegetali supportano a temperature da 22 a 27°C, al buio o alla luce.

Le colture cellulari e tissutali sono ampiamente utilizzate in vari campi della biologia e della medicina. La coltivazione di cellule somatiche (tutte le cellule di organi e tessuti ad eccezione delle cellule sessuali) all'esterno del corpo ha determinato la possibilità di sviluppare nuovi metodi per lo studio della genetica degli organismi superiori utilizzando, insieme ai metodi della genetica classica, metodi di biologia. La genetica molecolare delle cellule somatiche dei mammiferi ha ricevuto il maggiore sviluppo, associato alla possibilità di esperimenti diretti con cellule umane. La coltura cellulare e tissutale viene utilizzata per risolvere problemi biologici generali come chiarire i meccanismi dell'espressione genica, lo sviluppo embrionale precoce, la differenziazione e la proliferazione, l'interazione del nucleo e del citoplasma, le cellule con l'ambiente, l'adattamento a varie influenze chimiche e fisiche, l'invecchiamento, trasformazione maligna, ecc., è usato per diagnosticare e curare malattie ereditarie. Come oggetti di prova, le colture cellulari sono un'alternativa all'uso degli animali per testare nuovi agenti farmacologici. Sono necessari per ottenere piante transgeniche, propagazione clonale. Le colture cellulari svolgono un ruolo importante nella biotecnologia nella creazione di ibridi, nella produzione di vaccini e di sostanze biologicamente attive.

Vedi anche ingegneria cellulare.

Lett.: Metodi di coltura cellulare. L., 1988; Coltura di cellule animali. Metodi / A cura di R. Freshni. M., 1989; Biologia delle cellule in coltura e biotecnologie vegetali. M., 1991; Freshney R. I. Coltura di cellule animali: un manuale di tecnica di base. 5a ed. Hoboken, 2005.

O. P. Kisurina-Evgeniev.

I. Colture cellulari

Le più comuni sono le colture cellulari a strato singolo, che possono essere suddivise in 1) primarie (principalmente tripsinizzate), 2) semi-trapiantabili (diploidi) e 3) trapiantabili.

Origine si classificano in embrionali, neoplastici e da organismi adulti; per morfogenesi- su fibroblastico, epiteliale, ecc.

Primario le colture cellulari sono cellule di qualsiasi tessuto umano o animale che hanno la capacità di crescere come un monostrato su una superficie di plastica o vetro rivestita con uno speciale mezzo nutritivo. La durata di tali colture è limitata. In ogni caso, sono ottenuti dal tessuto dopo macinazione meccanica, trattamento con enzimi proteolitici e standardizzazione del numero di cellule. Le colture primarie derivate da reni di scimmia, reni embrionali umani, amnios umano, embrioni di pulcino sono ampiamente utilizzate per l'isolamento e l'accumulo di virus, nonché per la produzione di vaccini virali.

semitrapiantabile(o diploide ) colture cellulari - cellule dello stesso tipo, in grado di sopportare fino a 50-100 passaggi in vitro, pur mantenendo il loro set diploide originale di cromosomi. I ceppi diploidi di fibroblasti embrionali umani sono utilizzati sia per la diagnosi di infezioni virali che per la produzione di vaccini virali.

trapiantato le linee cellulari sono caratterizzate da potenziale immortalità e cariotipo eteroploide.

La fonte delle linee trapiantate sono le colture cellulari primarie (ad esempio, SOC, PES, VNK-21 - dai reni di criceti siriani di un giorno; PMS - dal rene di una cavia, ecc.), Le cui singole cellule mostrano una tendenza alla riproduzione infinita in vitro. L'insieme dei cambiamenti che portano alla comparsa di tali caratteristiche dalle cellule è chiamato trasformazione e le cellule delle colture di tessuti trapiantati sono chiamate trasformate.

Un'altra fonte di linee cellulari trapiantate sono le neoplasie maligne. In questo caso, la trasformazione cellulare avviene in vivo. Le seguenti linee di cellule trapiantate sono più spesso utilizzate nella pratica virologica: HeLa - ottenuto da carcinoma cervicale; Ner-2 - dal carcinoma della laringe; Detroit-6 - dalle metastasi del cancro ai polmoni al midollo osseo; RH - dal rene umano.

Per la coltivazione cellulare sono necessari mezzi nutritivi che, in base al loro scopo, sono divisi in crescita e supporto. La composizione del mezzo di crescita dovrebbe contenere più nutrienti al fine di garantire la riproduzione attiva delle cellule per formare un monostrato. I supporti di supporto dovrebbero solo garantire la sopravvivenza delle cellule in un monostrato già formato durante la riproduzione dei virus nella cellula.

I supporti sintetici standard, come i supporti sintetici 199 e i supporti ad ago, sono ampiamente utilizzati. Indipendentemente dallo scopo, tutti i mezzi nutritivi per le colture cellulari sono progettati sulla base di una soluzione salina bilanciata. Molto spesso è la soluzione di Hank. Un componente integrante della maggior parte dei mezzi di crescita è il siero del sangue degli animali (vitello, toro, cavallo), senza la presenza del 5-10% del quale non si verificano la riproduzione cellulare e la formazione di un monostrato. Il siero non è incluso nei mezzi di manutenzione.

I. Colture cellulari - concetto e tipi. Classificazione e caratteristiche della categoria "I. Colture cellulari" 2017, 2018.

- III. Comunicazioni a relè radio

II. Comunicazioni senza fili I. Comunicazioni via cavo Ø Comunicazione telefonica urbana Ø Comunicazione telefonica diretta (selettore) Ø Comunicazione radiotelefonica ("Altai") Ø Comunicazione induttiva (comunicazione EKV "Diston", "Nalmes") Ø... .

- Consumo di materiali per 1 km di strada con pavimentazione in asfalto di tipo IV

Tabella 15 Tabella 14 Tabella 13 Tabella 12 Tabella 11 Strade Traffico a interesse composto nei diversi anni di esercizio Valori dei coefficienti m, K0, K0m con intensità crescente Tabella... .

- III. Tempo 90 minuti.

Lezione n. 5 Sistema frenante Argomento n. 8 Meccanismi di controllo In base alla disposizione delle apparecchiature automobilistiche Conduzione di una lezione di gruppo Piano - abstract Tenente colonnello Fedotov S.A. "____"... .

- Determinazione di Zmin e Xmin dalla condizione di non sottoquotazione

Fig.5.9. A proposito di tagliare i denti delle ruote. Consideriamo come il coefficiente di taglio della cremagliera x è correlato al numero di denti che possono essere tagliati dalla cremagliera sulla ruota. Lasciare che la guida sia installata in posizione 1 (Fig. 5.9.). In questo caso, la testa dritta della cremagliera incrocerà la linea di aggancio N-N in t. E ....

- Verbos que terminan en -it, -et

Los verbos irregolaries Vai - ir Mangia - comer Dormi - dormir Want - querer Vado a mangiare dormire Voglio che tu vada a mangiare a dormire Do lui, lei a mangiare dormire Vuoi che andiamo a mangiare a dormire Vuoi andare a mangiare a dormire Loro vanno...

K.K. - Queste sono cellule di un organismo multicellulare che vivono e si moltiplicano in condizioni artificiali al di fuori del corpo.

Le cellule o i tessuti che vivono al di fuori del corpo sono caratterizzati da un intero complesso di caratteristiche metaboliche, morfologiche e genetiche che sono nettamente diverse dalle proprietà delle cellule di organi e tessuti in vivo.

Esistono due tipi principali di colture cellulari a strato singolo: primarie e trapiantate.

Principalmente tripsinizzato. Il termine "primario" si riferisce a una coltura cellulare ottenuta direttamente da tessuti umani o animali nel periodo embrionale o postnatale. La durata di tali colture è limitata. Dopo un certo tempo compaiono in essi fenomeni di degenerazione aspecifica, che si esprime nella granulazione e vacuolizzazione del citoplasma, arrotondamento delle cellule, perdita di comunicazione tra le cellule e il substrato solido su cui sono state coltivate. Il cambio periodico del mezzo, i cambiamenti nella composizione di quest'ultimo e altre procedure possono aumentare solo leggermente la durata della coltura cellulare primaria, ma non possono impedirne la distruzione e la morte finali. Con ogni probabilità, questo processo è associato alla naturale estinzione dell'attività metabolica delle cellule che sono fuori controllo dei fattori neuroumorali che agiscono nell'intero organismo.

Solo singole cellule o gruppi di cellule nella popolazione sullo sfondo della degenerazione della maggior parte dello strato cellulare possono mantenere la capacità di crescere e riprodursi. Queste cellule, avendo trovato la potenza di una riproduzione infinita in vitro, danno origine a colture cellulari trapiantate.

Il principale vantaggio delle linee cellulari trapiantabili, rispetto a qualsiasi coltura primaria, è il potenziale di riproduzione illimitata al di fuori del corpo e la relativa autonomia che le avvicina ai batteri e ai protozoi unicellulari.

Culture in sospensione- singole cellule o gruppi di cellule cresciute in sospensione in un mezzo liquido. Sono una popolazione relativamente omogenea di cellule che sono facilmente esposte a sostanze chimiche.

Le colture in sospensione sono ampiamente utilizzate come sistemi modello per lo studio delle vie metaboliche secondarie, l'induzione enzimatica e l'espressione genica, la degradazione di composti estranei, gli studi citologici, ecc.

Un segno di una linea "buona" è la capacità delle cellule di riorganizzare il metabolismo e un alto tasso di riproduzione in condizioni di coltivazione specifiche. Caratteristiche morfologiche di tale linea:

alto grado di disaggregazione (5-10 cellule per gruppo);

uniformità morfologica delle cellule (piccole dimensioni, forma sferica o ovale, citoplasma denso);

Assenza di elementi simil-tracheidi.

Ceppi cellulari diploidi. Queste sono cellule dello stesso tipo che sono in grado di subire fino a 100 divisioni in vitro, pur conservando il fallimento dell'originale serie diploide di cromosomi (Hayflick, 1965). I ceppi diploidi di fibroblasti derivati ​​da embrioni umani sono ampiamente utilizzati nella virologia diagnostica e nella produzione di vaccini, nonché negli studi sperimentali. Va tenuto presente che alcune caratteristiche del genoma virale si realizzano solo in cellule che mantengono un livello normale di differenziazione.

130. Batteriofagi. Morfologia e composizione chimica

I batteriofagi (fagi) (dall'altro greco φᾰγω - "Io divoro") sono virus che infettano selettivamente le cellule batteriche. Molto spesso, i batteriofagi si moltiplicano all'interno dei batteri e causano la loro lisi. Di norma, un batteriofago è costituito da un guscio proteico e dal materiale genetico di un acido nucleico a filamento singolo o doppio (DNA o, meno comunemente, RNA). La dimensione delle particelle è di circa 20-200 nm.

La struttura delle particelle - virioni - di diversi batteriofagi è diversa. A differenza dei virus eucariotici, i batteriofagi hanno spesso un organo di attacco specializzato alla superficie di una cellula batterica, o un processo di coda, organizzato con vari gradi di complessità, ma alcuni fagi non hanno un processo di coda. Il capside contiene il materiale genetico del fago, il suo genoma. Il materiale genetico di diversi fagi può essere rappresentato da diversi acidi nucleici. Alcuni fagi contengono DNA come materiale genetico, altri contengono RNA. Il genoma della maggior parte dei fagi è DNA a doppio filamento e il genoma di alcuni fagi relativamente rari è DNA a filamento singolo. Alle estremità delle molecole di DNA di alcuni fagi ci sono delle "aree appiccicose" (sequenze nucleotidiche complementari a singolo filamento), in altri fagi non ci sono aree appiccicose. Alcuni fagi hanno sequenze geniche uniche nelle molecole di DNA, mentre altri fagi hanno permutazioni geniche. In alcuni fagi il DNA è lineare, in altri è chiuso ad anello. Alcuni fagi hanno ripetizioni terminali di diversi geni alle estremità della molecola di DNA, mentre in altri fagi questa ridondanza terminale è assicurata dalla presenza di ripetizioni relativamente brevi. Infine, in alcuni fagi, il genoma è rappresentato da un insieme di numerosi frammenti di acido nucleico.

Da un punto di vista evolutivo, i batteriofagi che utilizzano tipi così diversi di materiale genetico differiscono l'uno dall'altro in misura molto maggiore rispetto a qualsiasi altro rappresentante di organismi eucariotici. Allo stesso tempo, nonostante tali differenze fondamentali nella struttura e nelle proprietà dei portatori di informazioni genetiche - acidi nucleici, diversi batteriofagi mostrano una comunanza sotto molti aspetti, principalmente nella natura del loro intervento nel metabolismo cellulare dopo l'infezione di batteri sensibili.

Batteriofagi in grado di provocare un'infezione produttiva delle cellule, ad es. un'infezione che dà origine a una prole vitale è definita non difettosa. Tutti i fagi non difettosi hanno due stati: lo stato di un fago extracellulare o libero (a volte chiamato anche fago maturo) e lo stato di un fago vegetativo. Per alcuni cosiddetti fagi temperati è possibile anche lo stato di un profago.

I fagi extracellulari sono particelle che hanno una struttura caratteristica di questo tipo di fago, che garantisce la conservazione del genoma del fago tra le infezioni e la sua introduzione nella cellula sensibile successiva. Il fago extracellulare è biochimicamente inerte, mentre il fago vegetativo, lo stato attivo ("vivo") del fago, si verifica dopo l'infezione di batteri sensibili o dopo l'induzione di un profago.

A volte l'infezione di cellule sensibili con un fago non difettoso non determina la formazione di una progenie vitale. Questo può essere in due casi: durante un'infezione abortiva oa causa dello stato lisogenico della cellula durante l'infezione con un fago temperato.

La ragione della natura abortiva dell'infezione può essere l'interferenza attiva di alcuni sistemi cellulari nel corso dell'infezione, ad esempio la distruzione del genoma fagico introdotto nel batterio o l'assenza nella cellula di qualche prodotto necessario per il sviluppo del fago, ecc.

I fagi sono generalmente classificati in tre tipi. Il tipo è determinato dalla natura dell'influenza di un'infezione fagica produttiva sul destino della cellula infetta.

Primo tipo sono fagi veramente virulenti. L'infezione di una cellula con un fago virulento porta inevitabilmente alla morte della cellula infetta, alla sua distruzione e al rilascio del fago progenie (esclusi i casi di infezione abortiva). Tali fagi sono chiamati veramente virulenti per distinguerli dai mutanti fagi temperati virulenti.

Secondo tipo- fagi temperati. Nel corso di un'infezione produttiva di una cellula con un fago temperato, sono possibili due modi fondamentalmente diversi del suo sviluppo: litico, in generale (nel suo esito) simile al ciclo litico dei fagi virulenti, e lisogeno, quando il genoma di un fago moderato passa in uno stato speciale: un profago. Una cellula che trasporta un profago è chiamata lisogenica o semplicemente lisogeno (perché può subire lo sviluppo litico del fago in determinate condizioni). I fagi temperati che rispondono nello stato di profago all'applicazione di un fattore inducente all'inizio dello sviluppo litico sono chiamati inducibili e i fagi che non reagiscono in questo modo sono chiamati non inducibili. Mutanti virulenti possono verificarsi nei fagi temperati. Le mutazioni di virulenza portano a un tale cambiamento nella sequenza dei nucleotidi nelle regioni dell'operatore, che si riflette nella perdita di affinità per il repressore.

Il terzo tipo di fagi sono i fagi, la cui infezione produttiva non porta alla morte dei batteri. Questi fagi sono in grado di lasciare il batterio infetto senza provocarne la distruzione fisica. Una cellula infetta da un tale fago è in uno stato di infezione produttiva costante (permanente). Lo sviluppo del fago provoca un certo rallentamento della velocità delle divisioni batteriche.

I batteriofagi differiscono per struttura chimica, tipo di acido nucleico, morfologia e interazione con i batteri. I virus batterici sono centinaia e migliaia di volte più piccoli delle cellule microbiche.

Una tipica particella fagica (virione) è costituita da una testa e una coda. La lunghezza della coda è solitamente 2-4 volte il diametro della testa. La testa contiene materiale genetico - RNA o DNA a filamento singolo o doppio con l'enzima trascrittasi in uno stato inattivo, circondato da un guscio proteico o lipoproteico - un capside che preserva il genoma all'esterno della cellula.

L'acido nucleico e il capside insieme costituiscono il nucleocapside. I batteriofagi possono avere un capside icosaedrico assemblato da più copie di una o due proteine ​​specifiche. Di solito gli angoli sono costituiti da pentameri della proteina e il supporto di ciascun lato è costituito da esameri della stessa proteina o di una simile. Inoltre, i fagi possono essere di forma sferica, a forma di limone o pleomorfa. La coda è un tubo proteico - una continuazione del guscio proteico della testa, alla base della coda c'è un'ATPasi che rigenera energia per l'iniezione di materiale genetico. Esistono anche batteriofagi con un processo breve, senza processo e filamentosi.

I componenti principali dei fagi sono proteine ​​e acidi nucleici. È importante notare che i fagi, come altri virus, contengono solo un tipo di acido nucleico, acido desossiribonucleico (DNA) o acido ribonucleico (RNA). In questa proprietà, i virus differiscono dai microrganismi che contengono entrambi i tipi di acidi nucleici nelle loro cellule.

L'acido nucleico si trova nella testa. Una piccola quantità di proteine ​​(circa il 3%) è stata trovata anche all'interno della testa del fago.

Pertanto, secondo la composizione chimica, i fagi sono nucleoproteine. A seconda del tipo del loro acido nucleico, i fagi sono divisi in DNA e RNA. La quantità di proteine ​​e di acido nucleico nei diversi fagi è diversa. In alcuni fagi, il loro contenuto è quasi lo stesso e ciascuno di questi componenti è di circa il 50%. In altri fagi, il rapporto tra questi componenti principali può essere diverso.

Oltre a questi componenti principali, i fagi contengono piccole quantità di carboidrati e alcuni grassi prevalentemente neutri.

Figura 1: diagramma della struttura di una particella fagica.

Tutti i fagi conosciuti del secondo tipo morfologico sono RNA. Tra i fagi del terzo tipo morfologico si trovano sia le forme di RNA che di DNA. I fagi di altri tipi morfologici sono di tipo DNA.

131. Interferone. Cos'è?

Interferire di n(dal lat. inter - reciprocamente, tra loro e ferio - colpito, colpito), una proteina protettiva prodotta dalle cellule del corpo di mammiferi e uccelli, nonché da colture cellulari in risposta alla loro infezione da virus; inibisce la riproduzione (replicazione) dei virus nella cellula. I. fu scoperto nel 1957 dagli scienziati inglesi A. Isaacs e J. Lindenman nelle cellule di polli infetti; in seguito si è scoperto che batteri, rickettsia, tossine, acidi nucleici, polinucleotidi sintetici causano anche la formazione di I.. I. non è una singola sostanza, ma un gruppo di proteine ​​a basso peso molecolare (peso molecolare 25.000–110.000) che sono stabili in un'ampia zona a pH, resistenti alle nucleasi e degradate dagli enzimi proteolitici. La formazione nelle cellule di I. è associata allo sviluppo di un virus in esse, cioè è una reazione della cellula alla penetrazione di un acido nucleico estraneo. Dopo scomparsa da una cella del virus infettante e in gabbie normali E. non è trovato. Secondo il meccanismo d'azione, I. è fondamentalmente diverso dagli anticorpi: non è specifico per le infezioni virali (agisce contro diversi virus), non neutralizza l'infettività del virus, ma ne inibisce la riproduzione nell'organismo, sopprimendone la sintesi degli acidi nucleici virali. Quando entra nelle cellule dopo lo sviluppo di un'infezione virale in esse, I. non è efficace. Inoltre, E., di regola, è specifico delle cellule che lo formano; per esempio, I. delle cellule di pollo è attivo solo in queste cellule, ma non sopprime la riproduzione del virus nelle cellule di coniglio o umane. Si ritiene che non I. stesso agisca sui virus, ma un'altra proteina prodotta sotto la sua influenza. Risultati incoraggianti sono stati ottenuti nel test I. per la prevenzione e il trattamento delle malattie virali (infezione erpetica dell'occhio, influenza, citomegalia). Tuttavia, l'uso clinico diffuso di I. è limitato dalla difficoltà di ottenere il farmaco, dalla necessità di una somministrazione ripetuta all'organismo e dalla sua specificità di specie.

132. Modo disgiuntivo. Cos'è?

1.Un'infezione virale produttiva si verifica in 3 periodi:

· periodo iniziale comprende le fasi di adsorbimento del virus sulla cellula, penetrazione nella cellula, disintegrazione (deproteinizzazione) o "svestizione" del virus. L'acido nucleico virale è stato consegnato alle strutture cellulari appropriate e, sotto l'azione degli enzimi cellulari lisosomiali, viene rilasciato dagli strati proteici protettivi. Di conseguenza, si forma una struttura biologica unica: una cellula infetta contiene 2 genomi (proprio e virale) e 1 apparato sintetico (cellulare);

Dopo di che inizia secondo gruppo processi di riproduzione dei virus, inclusi media e periodi finali, durante la quale si verifica la repressione del genoma cellulare e l'espressione del genoma virale. La repressione del genoma cellulare è fornita da proteine ​​regolatrici a basso peso molecolare come gli istoni, che sono sintetizzati in qualsiasi cellula. Con un'infezione virale, questo processo è potenziato, ora la cellula è una struttura in cui l'apparato genetico è rappresentato dal genoma virale e l'apparato sintetico è rappresentato dai sistemi sintetici della cellula.

2. L'ulteriore corso degli eventi nella cella è direttoper la replicazione dell'acido nucleico virale(sintesi di materiale genetico per nuovi virioni) e implementazione delle informazioni genetiche in esso contenute(sintesi di componenti proteiche per nuovi virioni). Nei virus contenenti DNA, sia nelle cellule procariotiche che eucariotiche, la replicazione del DNA virale avviene con la partecipazione della DNA polimerasi cellulare dipendente dal DNA. In questo caso, si formano prima i virus contenenti DNA a filamento singolo complementare filamento - la cosiddetta forma replicativa, che funge da modello per le molecole di DNA figlie.

3. L'implementazione dell'informazione genetica del virus contenuta nel DNA avviene come segue: con la partecipazione della RNA polimerasi DNA-dipendente, vengono sintetizzati gli mRNA, che entrano nei ribosomi della cellula, dove vengono sintetizzate le proteine ​​​​specifiche del virus. Nei virus contenenti DNA a doppio filamento, il cui genoma è trascritto nel citoplasma della cellula ospite, questa è la sua stessa proteina genomica. I virus i cui genomi sono trascritti nel nucleo cellulare utilizzano la RNA polimerasi cellulare dipendente dal DNA ivi contenuta.

In Virus a RNA processi replica il loro genoma, la trascrizione e la traduzione delle informazioni genetiche sono effettuate in altri modi. La replicazione dell'RNA virale, sia il filamento negativo che quello positivo, viene effettuata attraverso la forma replicativa dell'RNA (complementare all'originale), la cui sintesi è fornita dalla RNA polimerasi RNA-dipendente, una proteina genomica che tutti i virus contenenti RNA hanno . La forma replicativa dell'RNA dei virus a filamento negativo (filatura positiva) serve non solo come modello per la sintesi delle molecole di RNA virale figlie (filatura negativa), ma svolge anche le funzioni dell'mRNA, cioè va ai ribosomi e assicura il sintesi di proteine ​​virali (trasmissione).

In più filamento I virus contenenti RNA svolgono la funzione di traduzione delle sue copie, la cui sintesi viene effettuata attraverso la forma replicativa (filamento negativo) con la partecipazione delle RNA polimerasi virali RNA-dipendenti.

Alcuni virus a RNA (reovirus) hanno un meccanismo di trascrizione completamente unico. È fornito da uno specifico enzima virale - trascrittasi inversa (trascrittasi inversa) e si chiama trascrizione inversa. La sua essenza sta nel fatto che all'inizio si forma una trascrizione sulla matrice dell'RNA virale con la partecipazione della trascrizione inversa, che è un singolo filamento di DNA. Su di esso, con l'aiuto della DNA polimerasi cellulare dipendente dal DNA, viene sintetizzato il secondo filamento e si forma una trascrizione del DNA a doppio filamento. Da esso, come di consueto, attraverso la formazione di i-RNA, si realizza l'informazione del genoma virale.

Il risultato dei processi descritti di replicazione, trascrizione e traduzione è la formazione molecole figlie acido nucleico virale e proteine ​​virali codificato nel genoma del virus.

Dopo viene terzo, ultimo periodo interazione tra virus e cellula. Nuovi virioni vengono assemblati dai componenti strutturali (acidi nucleici e proteine) sulle membrane del reticolo citoplasmatico della cellula. Una cellula il cui genoma è stato represso (soppresso) di solito muore. virioni di nuova formazione passivamente(a causa della morte cellulare) o attivamente(per gemmazione) lasciano la cellula e si ritrovano nel suo ambiente.

In questo modo, sintesi di acidi nucleici virali e proteine ​​e assemblaggio di nuovi virioni si verificano in una certa sequenza (separata nel tempo) e in diverse strutture cellulari (separate nello spazio), in relazione alle quali è stato chiamato il metodo di riproduzione dei virus disgiuntivo(separato). Con un'infezione virale abortiva, il processo di interazione del virus con la cellula viene interrotto per un motivo o per l'altro prima che si sia verificata la soppressione del genoma cellulare. Ovviamente, in questo caso, l'informazione genetica del virus non si realizzerà e la riproduzione del virus non avviene, e la cellula mantiene inalterate le sue funzioni.

Durante un'infezione virale latente, entrambi i genomi funzionano contemporaneamente nella cellula, mentre durante le trasformazioni indotte dal virus, il genoma virale diventa parte di quello cellulare, funziona ed è ereditato insieme ad esso.

133. Virus della varicella

Vaiolo (Variola)- una malattia infettiva contagiosa caratterizzata da febbre e un'eruzione papuloso-pustolosa sulla pelle e sulle mucose.
Gli agenti causali della malattia appartengono a vari generi e tipi di virus della famiglia del vaiolo (Poxviridae). Le specie indipendenti sono virus: yuspa bovino naturale, vaccinia (genere Orthopoxvirus), vaiolo naturale ovino, capre (genere Carpipoxvirus), maiali (genere Suipoxvirus), uccelli (genere Avipoxvirus) con tre specie principali (agenti causali del vaiolo di polli, piccioni e canarini).
Patogeni del vaiolo specie animali diverse sono morfologicamente simili. Si tratta di virus contenenti DNA caratterizzati da dimensioni relativamente grandi (170 - 350 nm), epiteliotropia e capacità di formare inclusioni elementari arrotondate nelle cellule (corpi di Paschen, Guarnieli, Bollinger), visibili al microscopio ottico dopo la colorazione di Morozov. a filogenetico Esiste una forte relazione tra gli agenti causali del vaiolo in diverse specie animali, lo spettro di patogenicità non è lo stesso e le relazioni immunogeniche non sono preservate in tutti i casi. I virus Variola di pecore, capre, maiali e uccelli sono patogeni solo per le specie corrispondenti e, in condizioni naturali, ciascuno di essi provoca un vaiolo (originale) indipendente. I virus del vaiolo bovino e del vaccino Variola hanno un ampio spettro di patogenicità, inclusi bovini, bufali, lo-boat, asini, muli, cammelli, conigli, scimmie e umani.

Vaiolo del cammello VAROLA CAMELINA una malattia contagiosa che si verifica con la formazione di una caratteristica eruzione da vaiolo nodulare-pustolosa sulla pelle e sulle mucose. Il nome del vaiolo Variola deriva dal vocabolo latino Varus, che significa storto ( butterato).

Epizootologia della malattia. I cammelli di tutte le età sono suscettibili al vaiolo, ma i giovani animali sono più spesso e più gravemente malati. Nelle aree stazionarie con problemi di vaiolo, i cammelli adulti raramente si ammalano a causa del fatto che quasi tutti si ammalano di vaiolo in giovane età. Nei cammelli gravidi, il vaiolo può causare aborti.

Gli animali di altre specie non sono suscettibili al virus del vaiolo del cammello originale in condizioni naturali. Oltre a mucche e cammelli, bufali, cavalli, asini, maiali, conigli e persone che non sono immuni al vaiolo sono suscettibili al virus del vaiolo bovino e al vaccino. Tra gli animali da laboratorio, le cavie sono sensibili al vaiolo bovino e ai virus vaccinici dopo che il virus è stato applicato alla cornea scarificata degli occhi (FA Petunii, 1958).

Le principali fonti di virus del vaiolo sono gli animali del vaiolo e le persone con vaccinia e che si stanno riprendendo dall'ipersensibilità dopo l'immunizzazione con il virus del vaiolo nei detriti del vitello del vaiolo. Gli animali e le persone malati diffondono il virus nell'ambiente esterno, principalmente con l'epitelio respinto della pelle e della mucosa contenente il virus. Il virus viene rilasciato anche nell'ambiente esterno con feti abortiti (K. N. Buchnev e R. G. Sadykov, 1967). L'agente eziologico del vaiolo può essere trasportato meccanicamente da animali domestici e selvatici immuni al vaiolo, compresi gli uccelli, nonché da persone immuni al vaiolo da bambini vaccinati con vaccinia.

In condizioni naturali, i cammelli sani vengono infettati attraverso il contatto con animali malati in un'area contaminata da virus attraverso l'acqua infetta, mangimi, locali e articoli per la cura, nonché aerogenamente spruzzando deflussi contenenti virus da animali malati. Più spesso, i cammelli vengono infettati quando il virus entra nel corpo attraverso la pelle e le mucose, specialmente quando la loro integrità viene violata o quando si verifica una carenza di vitamina A.

Sotto forma di un epizootico, il vaiolo nei cammelli si verifica circa ogni 20-25 anni. In questo momento, gli animali giovani sono particolarmente gravemente malati. Nel periodo tra le epizoozie in zone stazionarie dal punto di vista del vaiolo, tra i cammelli, il vaiolo si manifesta sotto forma di casi enzootici e sporadici che si verificano più o meno regolarmente ogni 3-6 anni, principalmente tra gli animali di età compresa tra 2-4 anni. In questi casi, gli animali si ammalano con relativa facilità, soprattutto nella stagione calda. Nella stagione fredda, il vaiolo è più grave, più lungo ed è accompagnato da complicazioni, soprattutto negli animali giovani. Nelle piccole fattorie, quasi tutti i cammelli suscettibili si ammalano entro 2-4 settimane. Va tenuto presente che i focolai di vaiolo tra i cammelli possono essere causati sia dal virus del vaiolo dei cammelli originale che dal virus del vaiolo bovino, che non creano immunità l'uno contro l'altro. Pertanto, focolai causati da diversi virus del vaiolo possono susseguirsi o verificarsi simultaneamente.

Patogenesi determinato dall'epiteliotropismo pronunciato dell'agente patogeno. Una volta nel corpo di un animale, il virus si moltiplica e penetra nel sangue (viremia), nei linfonodi, negli organi interni, nello strato epiteliale della pelle e delle mucose e provoca la formazione di esantemi ed enantemi specifici in essi, la gravità di cui dipende dalla reattività dell'organismo e dalla virulenza del virus, percorre la sua penetrazione nel corpo e lo stato dello strato epiteliale. I pocks si sviluppano in sequenza in più fasi: dalla roseola con un nodulo a una pustola con una crosta e formazione di cicatrici.

Sintomi. Il periodo di incubazione, a seconda dell'età dei cammelli, delle proprietà del virus e di come entra nell'organismo, varia da 3 a 15 giorni: negli animali giovani 4-7, negli adulti 6-15 giorni. I cammelli di cammelli non immuni possono ammalarsi 2-5 giorni dopo la nascita. Il periodo di incubazione più breve (2-3 giorni) si verifica nei cammelli dopo che sono stati infettati dal virus vaccinia.

Nel periodo prodromico, nei cammelli malati, la temperatura corporea sale a 40-41 ° C, compaiono letargia e rifiuto di nutrirsi, la congiuntiva e le mucose della bocca e del naso sono iperemiche. Tuttavia, questi segni si vedono spesso, soprattutto all'inizio dell'insorgenza della malattia nell'allevamento.

Anche il decorso del vaiolo nei cammelli, a seconda della loro età, è diverso: negli animali giovani, soprattutto in un neonato, è più spesso acuto (fino a 9 giorni); negli adulti - subacuto e cronico, a volte latente, più spesso nei cammelli gravidi. La forma più caratteristica di vaiolo nei cammelli è quella cutanea con decorso subacuto della malattia (Fig. 1).

Nel decorso subacuto della malattia, dalla bocca e dal naso viene rilasciato muco chiaro, successivamente torbido, grigiastro-sporco. Gli animali scuotono la testa, annusano e sbuffano, espellendo l'epitelio colpito dal virus insieme al muco contenente il virus. Presto si forma gonfiore nell'area delle labbra, delle narici e delle palpebre, a volte diffondendosi nella regione intermascellare, nel collo e persino nell'area della giogaia. I linfonodi sottomandibolari e cervicali inferiori sono ingranditi. Gli animali hanno un appetito ridotto, giacciono più spesso e più a lungo del solito e si alzano con grande difficoltà. A questo punto compaiono macchie grigio-rossastre sulla pelle delle labbra, del naso e delle palpebre, sulla mucosa della bocca e del naso; sotto di essi si formano densi noduli che, aumentando, si trasformano in papule grigie, quindi in pustole delle dimensioni di un pisello e di un fagiolo con un centro che affonda e un ispessimento simile a un rullo lungo i bordi.

Le pustole si ammorbidiscono, scoppiano e da esse viene rilasciato un liquido appiccicoso di colore grigio chiaro. Il gonfiore della testa a questo punto scompare. Dopo 3-5 giorni, le pustole aperte si ricoprono di croste. Se non vengono feriti dal foraggio grezzo, la malattia finisce lì. Le croste primarie rimosse o cadute hanno una forma di pustole simile a un cratere inverso. Le cicatrici rimangono al posto dei butteri. Tutte queste lesioni sulla pelle si formano entro 8-15 giorni.

I pozzi nei cammelli malati spesso compaiono per primi sulla testa. All'età di uno o quattro anni, i cammelli si ammalano, di regola, facilmente. Le lesioni sono localizzate sul cuoio capelluto, principalmente nelle labbra e nel naso. Nei cammelli, la mammella è spesso colpita. Pochi giorni dopo l'apertura delle pustole primarie nella zona della testa, si formano lesioni vaiolo sulla pelle e altre zone del corpo a pelo basso (nelle zone del seno, delle ascelle, del perineo e dello scroto, intorno all'ano, all'interno dell'avambraccio e della coscia), e nei cammelli anche sulla mucosa della vagina. In questo momento, la temperatura corporea dei cammelli di solito aumenta di nuovo, a volte fino a 41,5 °, e i cammelli nell'ultimo mese di gravidanza portano cammelli prematuri e sottosviluppati, che, di regola, muoiono presto.

In alcuni animali, la cornea degli occhi (spina) diventa torbida, causando cecità temporanea in un occhio per 5-10 giorni e nei cammelli più spesso in entrambi gli occhi. I vitelli cammello che si ammalano poco dopo la nascita sviluppano la diarrea. In questo caso, entro 3-9 giorni dalla malattia, muoiono.

Con un decorso subacuto relativamente benigno del vaiolo e di solito dopo l'infezione da virus vaccinia, gli animali si riprendono in 17-22 giorni.

Nei cammelli adulti, le pustole aperte sulla mucosa orale spesso si fondono e sanguinano, specialmente se ferite dal foraggio grezzo. Ciò rende difficile l'alimentazione, gli animali perdono peso, il processo di guarigione viene ritardato fino a 30-40 giorni e la malattia prende un decorso cronico.

Con la generalizzazione del processo del vaiolo, a volte si sviluppano piemia e complicanze (polmonite, gastroenterite, necrobatteriosi, ecc.) In questi casi, la malattia si trascina fino a 45 giorni o più. Ci sono casi di disturbi delle funzioni dello stomaco e dell'intestino, accompagnati da atonia e stitichezza. In alcuni animali malati si nota il gonfiore delle estremità.

Nei cammelli con decorso latente di vaiolo (senza segni clinici caratteristici della malattia, solo in presenza di febbre), gli aborti si verificano 1-2 mesi prima del parto (fino al 17-20%).

La prognosi della malattia nei cammelli adulti è favorevole, nei cammelli a decorso acuto, soprattutto all'età di 15-20 giorni e nei cammelli nati da non immuni al vaiolo, sfavorevole. I cammelli sono gravemente malati e fino al 30-90% di loro muore. I cammelli all'età di 1-3 anni si ammalano più facilmente di vaiolo e in età avanzata, sebbene siano gravemente malati, con segni di un processo generalizzato pronunciato, il tasso di mortalità è basso (4-7%).

I cambiamenti patologici sono caratterizzati dalle lesioni della pelle, della mucosa e della cornea degli occhi sopra descritte. Emorragie puntiformi si notano sull'epicardio e sulla mucosa intestinale. Nella cavità toracica sulla pleura costale sono talvolta visibili anche piccole emorragie e noduli di dimensioni variabili dal chicco di miglio a lenticchie di colore grigio e grigio-rosso con contenuto cagliato. La membrana mucosa dell'esofago è ricoperta da noduli delle dimensioni del miglio, circondati da rilievi a forma di cresta. La membrana mucosa della cicatrice (a volte la vescica) presenta emorragie e noduli simili con bordi frastagliati, nonché piccole ulcere con un centro rosato incavato. Nelle papule possono essere rilevati corpi elementari come i corpi di Paschen, che sono di valore diagnostico durante la microscopia di una preparazione di striscio sotto immersione attraverso un microscopio ottico convenzionale.

La diagnosi si basa sull'analisi dei dati clinici ed epizootici (tenendo conto della possibilità di infezione dei cammelli dall'uomo), sui cambiamenti patologici, sui risultati positivi della microscopia (durante l'elaborazione di strisci da papule fresche utilizzando il metodo di argentatura Morozov) o sull'elettronoscopia, come nonché saggi biologici su soggetti suscettibili al vaiolo. È possibile isolare il virus dagli organi di feti abortiti di cammelli con vaiolo. Nella diagnosi del vaiolo, si raccomanda inoltre di utilizzare la reazione di precipitazione per diffusione in gel di agar e la reazione di neutralizzazione in presenza di sieri o globuline specifici attivi.

La diagnosi differenziale viene effettuata nei casi dubbi (tenendo conto delle caratteristiche cliniche ed epizootiche). Il vaiolo deve essere differenziato dalla necrobatteriosi mediante microscopia di strisci di materiale patologico e infezione di topi bianchi ad esso sensibili; da afta epizootica - infezione di porcellini d'India con una sospensione di materiale patologico nella superficie plantare della pelle delle zampe posteriori; da infezioni fungine e scabbia - trovando i patogeni corrispondenti nei raschiati esaminati prelevati dalle aree interessate della pelle; da brucellosi durante aborti, aborti spontanei e puledri prematuri - esaminando il siero del sangue dei cammelli RA e RSK ed esame batteriologico dei feti con l'isolamento di una coltura microbica su terreno nutritivo e microscopia (se necessario, utilizzare un saggio biologico su porcellini d'India seguito da e test sierologici del sangue e dei sieri).

Quando si diagnostica il vaiolo nei cammelli, è anche necessario escludere una malattia non contagiosa, ma a volte diffusa che si verifica con lesioni cutanee delle labbra e del naso: yantak-bash (Turkm.), Jantak-bas (kazako), che si verifica da ferendoli quando mangiano arbusti chiamati spina di cammello (yantak, jantak, Alhagi). Questa malattia può essere osservata solitamente in autunno nei giovani cammelli, principalmente di età inferiore a un anno. I cammelli adulti sono solo leggermente colpiti dalla spina del cammello. Con yantak-bash, di solito non ci sono noduli o lesioni papulari, a differenza del vaiolo, sulla mucosa orale. Il rivestimento grigiastro che appare con yantak-bash è relativamente facile da rimuovere. Tuttavia, va tenuto conto del fatto che yantak-bash contribuisce alla malattia del vaiolo nei cammelli e spesso procede contemporaneamente ad essa.

Quando si isola il virus del vaiolo, è necessario determinarne il tipo (originale, vaiolo bovino o vaccinia), utilizzando i metodi specificati nelle istruzioni del Ministero della Salute dell'URSS del 1968. Sulla prevenzione del vaiolo bovino nell'uomo, dati ottenuti dopo infezione (in condizioni isolate) di cammelli che avevano avuto il virus del vaiolo vaccinia e patogeni isolati.

Il trattamento dei cammelli malati è principalmente sintomatico. Le aree interessate vengono trattate con una soluzione di permanganato di potassio (1:3000) e dopo l'essiccazione vengono lubrificate con una miscela di tintura di iodio al 10% con glicerina (1:2 o 1:3). Dopo aver aperto il vaiolo, viene trattato con un'emulsione al 5% di sintomicina su olio di pesce fortificato, a cui viene aggiunta tintura di iodio in un rapporto di 1:15-1:20; unguenti - zinco, ittiolo, penicillina, ecc. È possibile utilizzare un unguento salicilico o borico al 2% e un unguento al 20-30% di propoli sulla vaselina. Nella stagione calda, sono indicati un unguento di creolina al 3%, polvere di catrame ed esaclorano. Le aree interessate vengono lubrificate con tamponi imbevuti di emulsioni e unguenti 2-3 volte al giorno.

La mucosa interessata della cavità orale viene lavata 2-3 volte al giorno con una soluzione al 10% di permanganato di potassio o una soluzione al 3% di perossido di idrogeno o decotti di salvia, camomilla e altri disinfettanti e astringenti. Con la congiuntivite, gli occhi vengono lavati con una soluzione allo 0,1% di solfato di zinco.

Per prevenire lo sviluppo di un'infezione microbica secondaria e possibili complicazioni, si raccomanda di iniettare penicillina e streptomicina per via intramuscolare. Con debolezza generale e complicazioni, sono indicati rimedi cardiaci.

Da mezzi di trattamento specifici nei casi gravi della malattia, è possibile utilizzare il siero o il sangue dei cammelli che hanno avuto il vaiolo (per via sottocutanea alla velocità di 1-2 ml per 1 kg di peso animale). I siti di iniezione vengono accuratamente ritagliati in anticipo e puliti con tintura di iodio.

Ai cammelli malati e convalescenti viene spesso data acqua pulita, un purè di crusca o farina d'orzo, erba soffice o fieno di erba medica pregiata o gusci di cotone aromatizzati con farina d'orzo. Nella stagione fredda, gli animali malati, in particolare i cammelli, vengono tenuti in una stanza pulita, asciutta e calda o coperti con coperte.

L'immunità nei cammelli di vaiolo naturalmente malati dura fino a 20-25 anni, cioè quasi per tutta la vita. La natura dell'immunità è umorale della pelle, come evidenziato dalla presenza di anticorpi neutralizzanti nel siero del sangue degli animali recuperati e dall'immunità dei cammelli alla reinfezione con il virus omologo del vaiolo. I cammelli nati da cammelli che hanno avuto il vaiolo non sono sensibili al tipo di vaiolo che ha avuto il cammello, soprattutto nei primi tre anni, cioè fino alla pubertà. I vitelli cammello, che si trovano sotto l'utero durante il periodo epizootico, di regola, non si ammalano di vaiolo o si ammalano in modo relativamente semplice e per un breve periodo.

Le misure di prevenzione e controllo sono nel rigoroso rispetto di tutte le misure veterinarie, sanitarie e di quarantena, diagnosi tempestiva della malattia e determinazione del tipo di virus. Le persone non dovrebbero essere autorizzate a prendersi cura dei cammelli durante la vaccinazione e nel periodo successivo alla vaccinazione fino a quando loro (oi loro figli) non hanno completato completamente la loro reazione clinicamente pronunciata al vaiolo vaccinale. Tutti i cammelli, mucche e cavalli che entrano nella fattoria devono essere tenuti in una cella di isolamento per 30 giorni.

Quando il vaiolo compare tra cammelli, mucche e cavalli, con una decisione speciale del comitato esecutivo distrettuale, l'area, l'insediamento o il distretto, il pascolo in cui si trova questa malattia è dichiarato sfavorevole al vaiolo e alla quarantena, vengono adottate misure restrittive e sanitarie.

La comparsa del vaiolo viene immediatamente segnalata alle organizzazioni veterinarie superiori, alle aziende agricole vicine e ai distretti per l'adozione di misure adeguate per prevenire l'ulteriore diffusione della malattia.

Al fine di prevenire l'infezione dei cammelli da vaiolo bovino, si raccomanda di utilizzare un preparato medico - detriti di vaiolo, che viene utilizzato per immunizzare tutti i cammelli clinicamente sani, indipendentemente dalla loro età, sesso e stato fisiologico (cammelli in gravidanza e allattamento) in condizioni svantaggiate e allevamenti minacciati di vaiolo bovino. Per fare questo, la lana viene tagliata nel terzo inferiore del collo del cammello, trattata con alcol-etere o una soluzione allo 0,5% di acido fenico, asciugata con un batuffolo di cotone o asciugata, la pelle viene scarificata e applicata con un ago spesso, l'estremità di un bisturi o uno scarificatore 2-3 graffi paralleli poco profondi 2 di lunghezza -4 cm 3-4 gocce del vaccino disciolto vengono applicate sulla superficie della pelle appena scarificata e leggermente strofinate con una spatola. Sciogliere il vaccino come indicato sulle etichette delle fiale e delle scatole delle fiale. Il vaccino diluito e non utilizzato e le fiale di vaccino vengono disinfettati mediante bollitura e distrutte. Gli strumenti utilizzati per le vaccinazioni vengono lavati con una soluzione al 3% di acido fenico o una soluzione all'1% di formaldeide e sterilizzati mediante bollitura.

Se il cammello non era immune al vaiolo bovino, il 5-7o giorno dopo la vaccinazione, le papule dovrebbero apparire nel sito di scarificazione. Se non sono presenti, la vaccinazione viene ripetuta, ma sul lato opposto del collo e con un vaccino di serie diversa. Le persone immuni al vaiolo e che hanno familiarità con le regole dell'igiene personale possono prendersi cura dei cammelli immunizzati e malati. I giovani animali, specialmente del gruppo debole, a volte possono reagire fortemente alla vaccinazione e ammalarsi con segni pronunciati di vaiolo.

I cammelli malati e altamente reattivi vengono isolati e curati (vedi sopra). Si consiglia di disinfettare gli edifici e i luoghi del bestiame contaminati dal virus del vaiolo con soluzioni calde al 2-4% di soda caustica e potassa caustica, una soluzione al 3% di una miscela zolfo-carbolica o soluzioni al 2-3% di acido solforico o soluzioni chiarificate di candeggina, contenente il 2-6% di cloro attivo, che inattiva il virus del vaiolo entro 2-3 ore (O. Trabaev, 1970). Puoi anche usare soluzioni al 3-5% di cloramina e una soluzione di formaldeide al 2%. Il letame deve essere bruciato o disinfettato biotermicamente. I cadaveri dei cammelli caduti con segni clinici di vaiolo devono essere bruciati. Il latte di cammelli malati e sospettati di avere il vaiolo, se non contiene impurità di pus e non è controindicato per nessun altro motivo, può essere consumato solo dopo bollitura per 5 minuti o pastorizzazione a 85°-30 minuti. La lana e la pelle dei cammelli uccisi durante il periodo di difficoltà per gli allevamenti di vaiolo vengono lavorate secondo le istruzioni per la disinfezione delle materie prime di origine animale.

Si raccomanda di rimuovere le restrizioni dalle famiglie e dagli insediamenti sfavorevoli al vaiolo non prima di 20 giorni dopo il recupero di tutti gli animali e le persone affette da vaiolo e dopo un'accurata disinfezione finale.

134. Composizione chimica e proprietà biochimiche dei virus

1.1 Struttura e composizione chimica dei virioni.

I virus più grandi (virus del variola) hanno dimensioni simili a piccoli batteri, i più piccoli (agenti causativi di encefalite, poliomielite, afta epizootica) a grandi molecole proteiche dirette alle molecole di emoglobina nel sangue. In altre parole, tra i virus ci sono giganti e nani. Per misurare i virus, viene utilizzato un valore condizionale chiamato nanometro (nm). Un nm è un milionesimo di millimetro. Le dimensioni dei diversi virus variano da 20 a diverse centinaia di 1 nm.

I virus semplici sono costituiti da proteine ​​e acidi nucleici. La parte più importante di una particella virale, l'acido nucleico, è il vettore dell'informazione genetica. Se le cellule dell'uomo, degli animali, delle piante e dei batteri contengono sempre due tipi di acidi nucleici: il DNA dell'acido desossiribonucleico e l'RNA ribonucleico, in virus diversi è stato trovato solo un tipo di DNA o RNA, che è la base per la loro classificazione. Il secondo componente obbligatorio del virione, le proteine ​​differiscono in diversi virus, il che consente loro di essere riconosciuti utilizzando reazioni immunologiche.

Più complessi nella struttura, i virus, oltre alle proteine ​​e agli acidi nucleici, contengono carboidrati e lipidi. Ogni gruppo di virus ha il proprio insieme di proteine, grassi, carboidrati e acidi nucleici. Alcuni virus contengono enzimi. Ogni componente dei virioni ha determinate funzioni: il guscio proteico li protegge dagli effetti avversi, l'acido nucleico è responsabile delle proprietà ereditarie e infettive e svolge un ruolo di primo piano nella variabilità dei virus e gli enzimi sono coinvolti nella loro riproduzione. Di solito, l'acido nucleico si trova al centro del virione ed è circondato da un guscio proteico (capside), come se ne fosse rivestito.

Il capside è costituito da molecole proteiche simili (capsomeri) disposte in un certo modo, che formano forme geometriche simmetriche in posizione con l'acido nucleico del virus (nucleocapside). Nel caso della simmetria cubica del nucleocapside, il filamento di acido nucleico è avvolto in una palla e i capsomeri sono strettamente imballati attorno ad esso. Ecco come i virus della poliomielite, dell'afta epizootica, ecc.

Con la simmetria elicoidale (a forma di bastoncino) del nucleocapside, il filo del virus è attorcigliato a forma di spirale, ciascuna delle sue spire è ricoperta da capsomeri oscuramente adiacenti l'uno all'altro. La struttura dei capsomeri e l'aspetto dei virioni possono essere osservati mediante microscopia elettronica.

La maggior parte dei virus che causano infezioni nell'uomo e negli animali hanno un tipo a simmetria cubica. Il capside ha quasi sempre la forma di un esaedro icosaedrico regolare a venti lati con dodici vertici e con facce di triangoli equilateri.

Molti virus hanno un guscio esterno oltre al capside proteico. Oltre alle proteine ​​virali e alle glicoproteine, contiene anche lipidi presi in prestito dalla membrana plasmatica della cellula ospite. Il virus dell'influenza è un esempio di un virione con involucro elicoidale con un tipo a simmetria cubica.

La moderna classificazione dei virus si basa sul tipo e sulla forma del loro acido nucleico, sul tipo di simmetria e sulla presenza o assenza di un guscio esterno.

Proprietà biochimiche - vedi. Manuale!!!

135. Frammenti di organi che mantengono un'attività funzionale e proliferante in vitro

Coltura cellulare

cellule di qualsiasi tessuto animale in grado di crescere sotto forma di un monostrato in condizioni artificiali su una superficie di vetro o plastica riempita con uno speciale mezzo nutritivo. La fonte delle cellule è il tessuto animale appena ottenuto - cellule primarie, ceppi di laboratorio di cellule - trapiantato to-ry. cellule. Le cellule embrionali e tumorali hanno la migliore capacità di crescere in condizioni artificiali. La to-ra diploide delle cellule umane e di scimmia viene attraversata un numero limitato di volte, quindi a volte viene chiamata semi-trapiantabile a sciame di cellule. Stadi di ricezione di gabbie: frantumazione di una fonte; trattamento con tripsina; liberare dai detriti; standardizzazione del numero di cellule sospese in un mezzo nutritivo con antibiotici; versando in provette o fiale, in cui le cellule si depositano sulle pareti o sul fondo e iniziano a moltiplicarsi; controllo sulla formazione di un monostrato. Le cellule To-ry vengono utilizzate per isolare il virus dallo studio. materiale, per l'accumulo di sospensione virale, lo studio di St. in. Recentemente, è stato utilizzato in batteriologia.

136. Parastesie. Cos'è?

PARESTESIA(dal greco para-near, malgrado e aisthesis-feeling), a volte dette anche disestesie, sensazioni di intorpidimento, formicolio, pelle d'oca (mirmeciasi, mirmecismus, formicatio), bruciore, prurito, raffreddore doloroso (cioè non causato da irritazione esterna ) n. psicoestesia), movimenti, ecc., sensazioni in arti apparentemente conservati in amputati (pseudomelia parestetica). Le cause di P. possono essere diverse. P. può manifestarsi a seguito di alterazioni locali della circolazione sanguigna, con malattia di Renaud, con eritromelalgia, con acroparestesia, con endarterite, come sintomo iniziale di cancrena spontanea. A volte si manifestano con danno al sistema nervoso, con neurite traumatica (cfr. tipica. P. con livido del n. ulnaris nell'area del solco olecrani), con neurite tossica e infettiva, con radicolite, con pachimeningite spinale (compressione di le radici), con acuto e hron. mielite, soprattutto con compressione del midollo spinale (tumori del midollo spinale) e con tabes dorsalis. Il loro valore diagnostico in tutti questi casi è uguale al valore diagnostico del dolore, dell'anestesia e dell'iperestesia: comparendo in determinate aree, lungo il tratto dell'uno o dell'altro nervo periferico o nell'area dell'una o dell'altra innervazione radicolare, possono dare preziose indicazioni sulla localizzazione della patologia. . processi. Gli elementi sono possibili anche come manifestazioni di danno cerebrale. Quindi, con l'epilessia corticale, le convulsioni iniziano spesso con P., localizzato nell'arto da cui iniziano poi le convulsioni. Spesso si osservano anche nell'arteriosclerosi cerebrale o nella sifilide cerebrale e talvolta sono precursori di ictus apoplettico - Una posizione separata è occupata dal cosiddetto. mentale P., cioè P. di origine psicogena, ipocondriaca, per la quale è particolarmente caratteristico che non hanno un carattere elementare, come organico, ma complesso - "strisciare di vermi sotto il cuoio capelluto", "sollevare una palla dall'addome al collo” (Oppenheim), ecc. Il loro valore diagnostico è, ovviamente, completamente diverso da quello del P

137. Norme per il lavoro e precauzioni di sicurezza con materiale contenente virus

138. Virus infettivo della rinotracheite bovina

Rinotracheite infettiva(lat. - Rhinotracheitis infectiosa bovum; inglese - rinotracheite bovina infettiva; IRT, rash blistering, vulvovaginite infettiva, rinite infettiva, "red nose", catarro infettivo delle prime vie respiratorie) è una malattia contagiosa acuta del bestiame, caratterizzata principalmente da catarrale lesioni necrotiche delle vie respiratorie, febbre, depressione generale e congiuntivite, nonché vulvovaginite pustolosa e aborto.

L'agente eziologico di IRT - Herpesvirus bovis 1, appartiene alla famiglia degli herpesvirus, contenente DNA, il diametro del virione è 120 ... 140 nm. 9 proteine ​​strutturali di questo virus sono state isolate e caratterizzate.

Il virus RTI viene facilmente coltivato in un certo numero di colture cellulari, causando CPP. La riproduzione del virus è accompagnata dalla soppressione della divisione cellulare mitotica e dalla formazione di inclusioni intranucleari. Possiede inoltre proprietà emoagglutinanti e di trofismo per le cellule degli organi respiratori e riproduttivi e può migrare dalle mucose al sistema nervoso centrale, è in grado di infettare il feto alla fine della prima e della seconda metà della gravidanza.

A -60... -70"C, il virus sopravvive 7...9 mesi, a 56°C si inattiva dopo 20 minuti, a 37°C - dopo 4...10 giorni, a 22°C - dopo 50 giorni. A 4" Con l'attività del virus diminuisce leggermente. Il congelamento e lo scongelamento ne riducono la virulenza e l'attività immunogenica.

Le soluzioni di formalina 1: 500 inattivano il virus dopo 24 ore, 1: 4000 - dopo 46 ore, 1: 5000 - dopo 96 ore In un ambiente acido, il virus perde rapidamente la sua attività, rimane a lungo (fino a 9 mesi) a pH 6,0 ... 9,0 e una temperatura di 4 °C. Ci sono informazioni sulla sopravvivenza del virus nello sperma di toro conservato a temperatura di ghiaccio secco per 4 ... 12 mesi e in azoto liquido - per 1 anno. La possibilità di inattivazione del virus nello sperma di toro è stata dimostrata quando è stato trattato con una soluzione di tripsina allo 0,3%.

Le fonti dell'agente eziologico dell'infezione sono animali malati e portatori di virus latenti. Dopo l'infezione con un ceppo virulento, tutti gli animali diventano portatori latenti del virus. I tori da riproduzione sono molto pericolosi, perché dopo essersi ammalati secernono il virus per 6 mesi e possono infettare le mucche durante l'accoppiamento. Il virus viene rilasciato nell'ambiente con secrezioni nasali, secrezioni dagli occhi e dai genitali, con latte, urina, feci e sperma. Si ritiene che gli gnu siano il serbatoio del virus RTI nei paesi africani. Inoltre, il virus può replicarsi nelle zecche, che svolgono un ruolo importante nel causare la malattia nei bovini.

I fattori di trasmissione del virus sono aria, mangimi, sperma, veicoli, articoli per la cura, uccelli, insetti e esseri umani (lavoratori agricoli). Vie di trasmissione: contatto, aereo, trasmissibile, alimentare.

Gli animali suscettibili sono bovini indipendentemente dal sesso e dall'età. La malattia è più grave nei bovini da carne. Nell'esperimento è stato possibile infettare pecore, capre, maiali e cervi. Gli animali di solito si ammalano 10...15 giorni dopo essere entrati in una fattoria disfunzionale.

L'incidenza di RTI è del 30...100%, la mortalità - 1...15%, può essere maggiore se la malattia è complicata da altre infezioni respiratorie.

Nei focolai primari, la malattia colpisce quasi l'intero bestiame, mentre la mortalità raggiunge il 18%. L'IRT si verifica spesso negli allevamenti di tipo industriale quando si completano gruppi di animali portati da diversi allevamenti.

Quando entra nelle mucose del tratto respiratorio o genitale, il virus invade le cellule epiteliali, dove si moltiplica, provocandone la morte e la desquamazione. Quindi si formano ulcere sulla superficie della membrana mucosa del tratto respiratorio e nel tratto genitale si formano noduli e pustole. Dalle lesioni primarie, il virus entra nei bronchi con l'aria e dal tratto respiratorio superiore può entrare nella congiuntiva, dove provoca cambiamenti degenerativi nelle cellule colpite, che provocano una risposta infiammatoria del corpo. Quindi il virus viene adsorbito sui leucociti e si diffonde attraverso i linfonodi e da lì entra nel sangue. La viremia è accompagnata da depressione generale dell'animale, febbre. Nei vitelli, il virus può essere trasportato dal sangue negli organi parenchimali, dove si moltiplica, causando alterazioni degenerative. Quando il virus passa attraverso le barriere ematoencefalica e placentare, compaiono alterazioni patologiche nel cervello, nella placenta, nell'utero e nel feto. Il processo patologico dipende anche in gran parte dalle complicazioni causate dalla microflora.

Il periodo di incubazione è in media di 2-4 giorni, molto raramente di più. Fondamentalmente, la malattia è acuta. Esistono cinque forme di IRT: infezioni del tratto respiratorio superiore, vaginite, encefalite, congiuntivite e artrite.

Con la sconfitta degli organi respiratori, è possibile la polmonite sierosa-purulenta cronica, in cui muore circa il 20% dei vitelli. Nella forma genitale, gli organi genitali esterni sono colpiti, l'endometrite a volte si sviluppa nelle mucche e l'orchite nei tori, che può causare infertilità. Nei tori utilizzati per l'inseminazione artificiale, l'IRT si manifesta con dermatiti ricorrenti nel perineo, glutei, intorno all'ano, a volte sulla coda, scroto. Lo sperma infetto da virus può causare endometrite e infertilità nelle mucche.

Gli aborti e la morte del feto nell'utero si notano 3 settimane dopo l'infezione, che coincide con un aumento del titolo di anticorpi nel sangue delle mucche convalescenti gravide, la cui presenza non impedisce gli aborti e la morte fetale nell'utero.

È stata notata una tendenza dell'IRT a un corso latente forma genitale. Nell'epitelio della mucosa della vagina, nel vestibolo e nella vulva si formano numerose pustole di diverse dimensioni (vulvovaginite pustolosa). Al loro posto compaiono erosioni e piaghe. Dopo la guarigione delle lesioni ulcerative, i noduli iperemici rimangono a lungo sulla mucosa. Nei tori malati, il processo è localizzato sul prepuzio e sul pene. Caratteristica è la formazione di pustole e vescicole. In una piccola percentuale di vacche gravide sono possibili aborti, riassorbimento del feto o parto prematuro. Gli animali abortiti, di regola, avevano precedentemente avuto rinotracheite o congiuntivite. Tra le vacche abortite non sono esclusi esiti letali dovuti a metrite e decomposizione fetale. Tuttavia, i casi di aborti non sono rari in assenza di processi infiammatori sulla mucosa dell'utero della mucca. Con l'IRT, ci sono casi di mastite acuta. La mammella è fortemente infiammata e ingrossata, dolorosa alla palpazione. La produzione di latte è nettamente ridotta.

In meningoencefalite insieme all'oppressione, si nota un disordine delle funzioni motorie e uno squilibrio. La malattia è accompagnata da tremore muscolare, abbassamento, digrignamento dei denti, convulsioni, salivazione. Questa forma della malattia colpisce principalmente i vitelli di età compresa tra 2 e 6 mesi.

Forma respiratoria l'infezione è caratterizzata da un improvviso aumento della temperatura corporea fino a 41 ... 42 "C, iperemia della mucosa nasale, rinofaringe e trachea, depressione, tosse secca e dolorosa, abbondante secrezione sierosa-mucosa dal naso (rinite) e salivazione schiumosa Man mano che la malattia si sviluppa, il muco diventa denso, si formano spine mucose e focolai di necrosi nel tratto respiratorio.Nei casi gravi della malattia si notano segni di asfissia.L'iperemia si estende allo specchio nasale ("naso rosso").Il È stato dimostrato il ruolo eziologico del virus IRT nella cheratocongiuntivite di massa dei bovini giovani. Nei bovini giovani, la malattia a volte si manifesta come encefalite. Inizia con improvvisa eccitazione, sommossa e aggressività, compromissione della coordinazione dei movimenti. La temperatura corporea è normale. Nei vitelli giovani, alcuni ceppi del virus RTI causano malattie gastrointestinali acute.

In generale, negli animali malati, la forma respiratoria è clinicamente espressa in modo chiaro, la forma genitale spesso passa inosservata.

L'autopsia di animali uccisi o morti in forma respiratoria acuta di solito rivela segni di congiuntivite sierosa, rinite catarrale-purulenta, laringite e tracheite, nonché danni alle mucose delle cavità annessiali. La membrana mucosa dei turbinati è edematosa e iperemica, ricoperta da strati mucopurulenti. In alcuni punti vengono rivelate lesioni erosive di varie forme e dimensioni. L'essudato purulento si accumula nelle cavità nasali e annessiali. Sulle mucose della laringe e della trachea, emorragie petecchiali ed erosioni. Nei casi più gravi la mucosa della trachea va incontro a necrosi focale; negli animali morti è possibile la broncopolmonite. Nei polmoni ci sono aree focali di atelettasia. Il lume degli alveoli e dei bronchi nelle aree colpite è pieno di essudato sieroso-purulento. Grave gonfiore del tessuto interstiziale. Quando gli occhi sono colpiti, la congiuntiva della palpebra è iperemica, con edema, che si estende anche alla congiuntiva del bulbo oculare. La congiuntiva è ricoperta di placca sebacea. Spesso si formano tubercoli papillari di circa 2 mm, su di esso si formano piccole erosioni e piaghe.

Nella forma genitale, pustole, erosioni e piaghe sono visibili sulla membrana mucosa altamente infiammata della vagina e della vulva in diversi stadi di sviluppo. Oltre alla vulvovaginite, si possono rilevare cervicite siero-catarrale o purulenta, endometrite e molto meno spesso proctite. Nei tori, nei casi più gravi, fimosi e parafimosi si uniscono alla balanopostite pustolosa.

I feti freschi abortiti sono generalmente edematosi, con lievi fenomeni autolitici. Piccole emorragie sulle mucose e sulle membrane sierose. Dopo un periodo più lungo dopo la morte del feto, i cambiamenti sono più gravi; nel tessuto connettivo intermuscolare e nelle cavità del corpo si accumula un liquido rosso scuro, negli organi parenchimali - focolai di necrosi.

Quando la mammella è interessata, viene rilevata una mastite diffusa sierosa-purulenta. La superficie del taglio è edematosa, nettamente granulare per un aumento dei lobuli colpiti. Quando viene premuto, da esso scorre un segreto torbido, simile a un pus. La membrana mucosa della cisterna è iperemica, gonfia, con emorragie. Con l'encefalite nel cervello, vengono rilevati iperemia dei vasi sanguigni, gonfiore dei tessuti e piccole emorragie.

L'IRT viene diagnosticata sulla base di dati clinici ed epizootologici, alterazioni patologiche di organi e tessuti con conferma obbligatoria con metodi di laboratorio. L'infezione latente è stabilita solo da test di laboratorio.

La diagnostica di laboratorio comprende: 1) isolamento del virus da materiale patologico in coltura cellulare e sua identificazione in RN o RIF; 2) rilevamento degli antigeni del virus RTI in materiale patologico mediante RIF; 3) rilevamento di antigeni nel siero sanguigno di animali malati e guariti (diagnosi retrospettiva) in RN o RIGA.

Per l'esame virologico, il muco viene prelevato da animali malati dalla cavità nasale, dagli occhi, dalla vagina, dal prepuzio; dall'uccisione forzata e dalla caduta - pezzi del setto nasale, trachea, polmone, fegato, milza, cervello, linfonodi regionali, prelevati entro e non oltre 2 ore dalla morte. Il siero del sangue viene anche prelevato per la diagnosi sierologica retrospettiva. Per la diagnostica di laboratorio IRT utilizzare un set di diagnosticum IRT bovino e un set di diagnosticum eritrocitario per la sierodiagnosi dell'infezione in RIGA.

La diagnosi di IRT viene effettuata parallelamente allo studio del materiale per la parainfluenza-3, l'infezione da adenovirus, l'infezione sinciziale respiratoria e la diarrea virale.

La diagnosi preliminare per l'IRT nei bovini viene effettuata sulla base dei risultati positivi del rilevamento dell'antigene nel materiale patologico utilizzando REF tenendo conto dei dati epizootologici e clinici, nonché dei cambiamenti patologici. La diagnosi finale viene stabilita sulla base della coincidenza dei risultati del RIF con l'isolamento e l'identificazione del virus.

Nella diagnosi differenziale della rinotracheite infettiva è necessario escludere l'afta epizootica, la febbre catarrale maligna, la parainfluenza-3, le infezioni da adenovirus e da clamidia, la diarrea virale, l'infezione sinciziale respiratoria, la pasteurellosi.

La malattia è accompagnata da un'immunità persistente ea lungo termine, che può essere trasmessa alla prole con anticorpi del colostro. L'immunità degli animali recuperati dura almeno 1,5...2 anni, tuttavia, anche un'immunità umorale pronunciata non impedisce la persistenza del virus negli animali convalescenti e dovrebbero essere considerati una potenziale fonte di infezione per altri animali. Pertanto, tutti gli animali con anticorpi anti-RTI dovrebbero essere considerati portatori del virus latente.

139. Il serbatoio di nutrienti nello sviluppo di embrioni di uccelli è

Dato il complesso e piuttosto lungo processo di embriogenesi negli uccelli, è necessario formare speciali organi temporanei extraembrionali - provvisori. Il primo di questi forma il sacco vitellino, e successivamente il resto degli organi provvisori: la membrana amniotica (amnio), la membrana sierosa, l'allantoide. Nell'evoluzione precedente, il sacco vitellino si trovava solo negli storioni, che hanno una cellula nettamente telolecitale e il processo di embriogenesi è complesso e lungo. Durante la formazione del sacco vitellino si nota l'incrostazione del tuorlo con parti delle foglie, che chiamiamo foglie extraembrionali o materiale extraembrionale. Ma l'endoderma extraembrionale inizia a crescere sul bordo del tuorlo. Il mesoderma extraembrionale è stratificato in 2 fogli: viscerale e parietale, mentre il foglio viscerale è adiacente all'endoderma extraembrionale e il parietale - all'ectoderma extraembrionale.

L'ectoderma extra-embrionale spinge da parte la proteina e fa crescere troppo il tuorlo. A poco a poco, le masse di tuorlo sono completamente circondate da un muro costituito dall'endoderma extraembrionale e dal foglio viscerale del mesoderma extraembrionale - si forma il primo organo provvisorio, il sacco vitellino.

Funzioni del sacco vitellino. Le cellule endodermiche del sacco vitellino iniziano a secernere enzimi idrolitici che scompongono le masse del tuorlo. I prodotti della scissione vengono assorbiti e trasportati attraverso i vasi sanguigni all'embrione. Quindi il sacco vitellino fornisce la funzione trofica. Dal mesoderma viscerale si formano i primi vasi sanguigni e i primi globuli e, quindi, il sacco vitellino svolge anche una funzione ematopoietica. Negli uccelli e nei mammiferi, tra le cellule del sacco vitellino, si trovano precocemente cellule della gemma genitale, il gonoblasto.

140. Riattivazione. Cos'è?

Modificando il genotipo, le mutazioni vengono suddivise in punti (localizzate nei singoli geni) e geniche (che interessano parti più ampie del genoma).
L'infezione da virus delle cellule sensibili è di natura multipla, ad es. diversi virioni entrano nella cellula contemporaneamente. In questo caso, i genomi virali nel processo di replicazione possono cooperare o interferire. Le interazioni cooperative tra virus sono rappresentate dalla ricombinazione genetica, dalla riattivazione genetica, dalla complementazione e dalla miscelazione fenotipica.
La ricombinazione genetica è più comune nei virus contenenti DNA o nei virus contenenti RNA con un genoma frammentato (virus dell'influenza). Durante la ricombinazione genetica, si verifica uno scambio tra regioni omologhe dei genomi virali.
La riattivazione genetica è osservata tra i genomi di virus correlati con mutazioni in geni diversi. Quando il materiale genetico viene ridistribuito, si forma un genoma a tutti gli effetti.
La complementazione si verifica quando uno dei virus che infettano una cellula sintetizza una proteina non funzionale a causa di una mutazione. Il virus wild-type, sintetizzando una proteina completa, compensa la sua assenza nel virus mutante.

È possibile mantenere la vita di tessuti e organi al di fuori del corpo coltivandoli in coltura. Per la prima volta, nel 1907 Harrion e nel 1912 Carrel tentarono di mantenere l'attività vitale delle cellule umane e animali in condizioni di laboratorio. Tuttavia, fu solo nel 1942 che J. Monod propose moderni metodi di coltivazione in vitro.

Coltura cellulareè una popolazione di genotipicamente lo stesso tipo di cellule che funzionano e si dividono in vitro. Vengono chiamate colture cellulari ottenute da mutazioni mirate o casuali linee cellulari .

La crescita delle colture cellulari in vitro è complessa. In generale si distinguono le seguenti fasi:

1. Periodo di induzione (fase di ritardo). Durante la fase di latenza, non si verifica un aumento notevole del numero di cellule o la formazione di prodotti. Questa fase si osserva solitamente dopo il passaggio della coltura cellulare. In esso, le cellule si adattano al nuovo mezzo di coltura, il metabolismo cellulare viene ricostruito.

2. Fase di crescita esponenziale. È caratterizzato da un rapido accumulo di biomassa e prodotti di scarto delle colture cellulari. In questa fase, le mitosi sono più comuni rispetto ad altre fasi di crescita. Ma in questa fase, la crescita esponenziale non può continuare all'infinito. Si passa alla fase successiva.

Riso. 4.2. Coltura cellulare Hep-2, 48 ore di coltivazione, sono visibili le mitosi.

3. Fase di crescita lineare. caratterizzato da una diminuzione del numero di mitosi

4. fase di crescita lenta. In questa fase, la crescita della coltura cellulare diminuisce a causa della diminuzione del numero di mitosi.

5. Fase stazionaria . Si osserva dopo la fase di ritardo della crescita, mentre il numero di cellule praticamente non cambia. In questa fase, la divisione cellulare mitotica cessa o il numero di cellule in divisione è uguale al numero di cellule morenti.

6. La fase della cultura morente, in cui predominano i processi di morte cellulare e praticamente non si osservano divisioni mitotiche.

Transizioni successive dalla fase 1 alla fase 6 si osservano in larga misura a causa dell'esaurimento dei substrati necessari alla crescita della popolazione cellulare, o per l'accumulo di prodotti tossici della loro attività vitale. Vengono chiamati substrati che limitano la crescita delle colture cellulari limitante .

In condizioni in cui la concentrazione di substrati e altri componenti necessari per la crescita cellulare è costante, il processo di aumento del numero di cellule è autocatalitico. Questo processo è descritto dalla seguente equazione differenziale:

dove N è il numero di cellule, μ è il tasso di crescita specifico.

Riso. 4.3. Coltura cellulare RD, rabdomiosarcoma umano. Monostrato, cellule viventi non colorate.

Transizioni successive dalla fase 1 alla fase 6 si osservano in larga misura a causa dell'esaurimento dei substrati necessari alla crescita della popolazione cellulare, o per l'accumulo di prodotti tossici della loro attività vitale.

Per mantenere la vita delle cellule in coltura, è necessario osservare una serie di condizioni obbligatorie:

È necessario un mezzo nutritivo equilibrato;

La più rigorosa sterilità;

temperatura ottimale;

Passaggio tempestivo, ad es. trasferimento in un nuovo mezzo nutritivo.

Per la prima volta, J. Monod ha richiamato l'attenzione sulla limitazione dei processi di crescita delle colture cellulari da parte dei substrati delle reazioni enzimatiche. Vengono chiamati substrati che limitano la crescita delle popolazioni cellulari limitante.

Quasi tutte le popolazioni cellulari sono caratterizzate da un cambiamento nel tasso di crescita sotto l'influenza di inibitori e attivatori. Esistono inibitori che agiscono sul DNA (acido nalidixonico), inibitori che agiscono sull'RNA (actinomicina D), inibitori della sintesi proteica (levomicetina, eritromicina, tetraciclina), inibitori della sintesi della parete cellulare (penicillina), sostanze attive di membrana (toluene, cloroformio) , inibitori dei processi energetici (2,4 - dinitrofenolo), inibitori dell'enzima limitante.

Uno dei fattori più importanti che determinano la cinetica della crescita cellulare sono gli ioni idrogeno. Molte colture cellulari crescono in un intervallo di pH ristretto; una variazione del pH porta ad un rallentamento del loro tasso di crescita o ad una completa cessazione della crescita

Uno dei primi tentativi di descrivere il fenomeno della limitazione della crescita della popolazione fu fatto da P. Ferhgulst nel 1838. Egli suggerì che oltre al processo di riproduzione degli organismi, vi fosse un processo di morte degli organismi osservato a causa dell'"affollamento", cioè. Questo processo si verifica quando due individui si incontrano.

Nello sviluppo di qualsiasi popolazione cellulare, arriva un periodo di cessazione della crescita cellulare e della morte cellulare. Ovviamente, l'arresto della crescita e la morte cellulare non sono meno importanti della loro riproduzione e crescita. Questi processi sono particolarmente importanti per gli organismi multicellulari. La crescita incontrollabile e incontrollata delle singole cellule è causa di malattie oncologiche, arresto della crescita, invecchiamento e morte cellulare è la causa dell'invecchiamento e della morte dell'organismo nel suo insieme.

Popolazioni diverse e cellule diverse si comportano in modo abbastanza diverso. Le cellule batteriche e le cellule di organismi unicellulari appaiono esternamente "immortali". Se esposte a un ambiente confortevole e adatto con un eccesso di un substrato limitante, le cellule iniziano a moltiplicarsi attivamente. La limitazione della loro crescita è determinata dal consumo del substrato, dall'accumulo di prodotti inibitori, nonché da uno specifico meccanismo di limitazione della crescita, che prende il nome di "incompetenza progressiva".

Le cellule degli organismi multicellulari si comportano in modo abbastanza diverso. Le cellule differenziate costituiscono organi e tessuti e la loro crescita e riproduzione sono fondamentalmente limitate. Se il meccanismo di controllo della crescita si rompe, vengono create singole cellule che crescono indefinitamente. Queste cellule costituiscono la popolazione delle cellule tumorali, la loro crescita porta alla morte dell'organismo nel suo insieme.

La ricerca sul problema dell'invecchiamento delle cellule "normali" negli organismi multicellulari ha una storia molto interessante. Per la prima volta, nel 1881 il grande biologo tedesco August Weismann espresse l'idea che le normali cellule somatiche degli animali e dell'uomo dovessero perdere deterministicamente la loro capacità di dividersi e morire. Più o meno nello stesso periodo, gli scienziati impararono a trasferire cellule animali e umane nella cultura. All'inizio del secolo, il famoso chirurgo, uno dei fondatori della tecnica di coltura cellulare in vitro, il premio Nobel Alexis Carrel avviò un esperimento durato 34 anni. Durante questo periodo coltivò cellule di fibroblasti ricavate dal cuore di un pollo. L'esperimento è stato interrotto perché l'autore era sicuro che le cellule potessero essere coltivate per sempre. Questi risultati hanno dimostrato in modo convincente che l'invecchiamento non è un riflesso dei processi che si verificano a livello cellulare.

Tuttavia, questa conclusione si è rivelata errata. Gli "immortali" sono cellule rinate (trasformate) che hanno perso il controllo della crescita e si sono trasformate in cellule cancerose. Solo nel 1961 L. Hayflick, tornando agli esperimenti di A. Carrel, ha mostrato che i normali fibroblasti umani "non trasformati" sono in grado di effettuare circa 50 divisioni e interrompere completamente la riproduzione. Allo stato attuale, non c'è dubbio che le cellule somatiche normali abbiano un potenziale di replicazione limitato.

Per definire la totalità dei processi di invecchiamento "programmato" e morte cellulare, il termine "apoptosi". L'apoptosi dovrebbe essere distinta da necrosi - morte cellulare dovuta ad eventi casuali o sotto l'influenza di tossine esterne. La necrosi porta al rilascio di contenuto cellulare nell'ambiente e normalmente provoca una reazione infiammatoria. L'apoptosi è una frammentazione del contenuto della cellula dall'interno, effettuata da speciali enzimi intracellulari, la cui induzione e attivazione avviene quando la cellula riceve un segnale esterno o quando la cellula viene iniettata forzatamente con enzimi - attivatori dell'apoptosi " macchina", o quando la cellula è danneggiata da fattori esterni che non portano a necrosi, ma in grado di innescare l'apoptosi (radiazioni ionizzanti, surriscaldamento reversibile, ecc.).

L'attuale interesse dei ricercatori per l'apoptosi è molto alto, è determinato dalla consapevolezza dell'importante ruolo dell'apoptosi nel comportamento delle popolazioni cellulari, poiché il suo ruolo non è inferiore al ruolo dei processi di crescita e riproduzione delle cellule.

Il concetto di morte cellulare "programmata" esiste da molto tempo, ma solo nel 1972, dopo il lavoro di Kerr, Willy e Currier, in cui è stato dimostrato che molti processi di cellula "programmata" e "non programmata" la morte è abbastanza vicina, l'interesse per l'apoptosi è notevolmente aumentato. Dopo che è stato mostrato il ruolo dei processi di degradazione del DNA nell'apoptosi e, in molti casi, la necessaria sintesi de novo di RNA e proteine ​​specifiche, l'apoptosi è diventata oggetto di biochimica e biologia molecolare.

La biologia molecolare dell'apoptosi è molto varia. L'apoptosi è studiata dai cambiamenti morfologici nelle cellule, dall'induzione, dall'attività e dalla comparsa di prodotti della transglutaminasi che "reticolano" le proteine, dalla frammentazione del DNA, dai cambiamenti nei flussi di calcio, dalla comparsa di fosfatidilserina sulla membrana.

Nel 1982 S.R. Umansky ha suggerito che una delle funzioni del programma di morte delle cellule eucariotiche è l'eliminazione di cellule costantemente emergenti con proprietà oncogeniche. Questa ipotesi è confermata dalla scoperta della proteina p53, un induttore dell'apoptosi e soppressore del tumore. La proteina p53 è un regolatore trascrizionale in grado di riconoscere specifiche sequenze di DNA. Il gene p53 attiva diversi geni che ritardano la divisione cellulare nella fase G 1. Dopo l'azione di fattori che danneggiano il DNA (radiazioni, radiazioni ultraviolette), l'espressione del gene p53 nelle cellule è notevolmente migliorata. Sotto l'influenza di p53, le cellule con più rotture del DNA vengono ritardate nella fase G 1 e se entrano nella fase S (ad esempio, nel caso della trasformazione del tumore), subiscono l'apoptosi.

La mutazione del gene p53 consente alle cellule con DNA danneggiato di completare la mitosi, preserva le cellule che hanno subito la trasformazione del tumore, mentre sono resistenti alle radiazioni e alla chemioterapia. La forma mutante della proteina p53 non ha la capacità di fermare il ciclo cellulare.

Il concetto più comune di invecchiamento "programmato" si basa attualmente sul concetto di telomero. Il fatto è che la DNA polimerasi non è in grado di replicare le "code" dell'estremità 3 / - del modello di DNA - diversi nucleotidi all'estremità 3 / -. La replicazione multipla del DNA durante la riproduzione cellulare in questo caso dovrebbe portare ad un accorciamento della regione di lettura. Questo accorciamento può essere la causa dell'invecchiamento e un calo del potenziale di replicazione, un deterioramento del funzionamento dei cromosomi. Per prevenire questo processo, l'enzima specifico telomerasi sintetizza l'esanucleotide TTAGGG ripetuto ripetutamente alle estremità del DNA nucleare, che forma un tratto esteso di DNA chiamato telomero. L'enzima telomerasi è stato previsto nel 1971 da A. Olovnikov e scoperto nel 1985 da Greider e Blackburn.

Nella maggior parte delle cellule dei tessuti umani normali, la telomerasi è inattiva e quindi le cellule subiscono l'apoptosi dopo 50-100 divisioni, a partire dalla loro formazione dalla cellula progenitrice. Nelle cellule tumorali maligne, il gene della telomerasi è attivo. Pertanto, nonostante la loro "vecchiaia" in termini di numero di cicli cellulari trascorsi e l'accumulo di un gran numero di cambiamenti mutazionali nella struttura del DNA, la durata della vita delle cellule maligne è quasi illimitata. Per superare l'accorciamento e l'invecchiamento del genoma, secondo questi concetti, una cellula deve attivare il gene della telomerasi ed esprimere più telomerasi.

La crescita delle popolazioni cellulari è limitata da una serie di fattori che portano all'esistenza di un limite nell'accumulo di biomassa cellulare. Per le cellule animali e vegetali, la limitazione della crescita è una necessità vitale; la crescita degli organismi multicellulari è limitata. I fattori più importanti che limitano la crescita delle popolazioni cellulari includono:

1. Impoverimento del sistema da parte del substrato limitante;

2. La comparsa nella popolazione di cellule che hanno perso la capacità di dividersi.

3. Accumulo di prodotti che sono forti inibitori della crescita.

Limitare la crescita di una popolazione cellulare può avere la natura specifica di un fallimento programmato. I meccanismi biochimici che bloccano la proliferazione cellulare sembrano essere di natura diversa. È ora chiaro che in un certo numero di casi l'arresto della crescita è associato a una perdita di sensibilità cellulare ai fattori di crescita ambientali. A titolo di esempio si possono citare le caratteristiche della crescita della popolazione linfocitaria indotta dall'azione dei fattori di crescita. Ad esempio, la dinamica dell'apparizione e della scomparsa del recettore del fattore di crescita sulla membrana cellulare dei linfociti T è caratterizzata dal fatto che la rapida espressione del recettore è sostituita dallo stadio della sua perdita. È possibile che la "desensibilizzazione" del recettore del fattore di crescita sia associata al meccanismo della sua inattivazione durante la reazione.

Per ottenere una coltura, è meglio utilizzare cellule fresche prelevate dai tessuti di un adulto, un embrione e anche da tumori maligni. Attualmente sono state ottenute colture cellulari di polmone, pelle, reni, cuore, fegato e tiroide. Le cellule vengono coltivate su mezzi nutritivi solidi o liquidi sotto forma di una coltura monostrato, ad esempio su vetro, o come sospensione in fiale o dispositivi speciali - fermentatori.

Attualmente, per studiare i meccanismi alla base della crescita e dello sviluppo delle popolazioni cellulari, vengono sempre più utilizzati metodi di modellazione matematica che utilizzano la tecnologia informatica. Da un lato, questi approcci consentono di studiare fondamentalmente la dinamica dei processi, tenendo conto della totalità degli effetti che complicano la crescita della popolazione, dall'altro consentono una ragionevole ricerca di regimi tecnologici e un controllo fine del processo di crescita cellulare .

La durata della vita di alcuni ceppi cellulari in coltura può raggiungere più di 25 anni. Tuttavia, secondo Hayflick (1965), la durata della vita delle cellule in coltura non supera la durata della vita del tipo di organismo da cui vengono prelevate. Con una lunga durata del contenuto cellulare in coltura, possono degenerare in cellule tumorali. Ad esempio, l'invecchiamento dei fibroblasti umani diploidi nella coltura tissutale corrisponde all'invecchiamento dell'intero organismo. È più facile mantenere la coltura cellulare di tessuti scarsamente differenziati o indifferenziati: cellule di linfociti, fibroblasti, alcune cellule epiteliali. Le cellule altamente differenziate e altamente specializzate degli organi interni (fegato, miocardio, ecc.) crescono male sui mezzi nutritivi.

Il metodo di coltura tissutale è di grande importanza per lo studio dei tumori maligni e la loro diagnosi, lo studio dei pattern di rigenerazione (proliferazione, fattori di rigenerazione, ecc.), per ottenere un prodotto puro dell'attività cellulare (enzimi, ormoni, farmaci ), per la diagnosi delle malattie ereditarie. La coltura cellulare è ampiamente utilizzata nell'ingegneria genetica (isolamento e trasferimento di geni, mappatura genica, produzione di anticorpi monoclonali, ecc.). Le colture cellulari vengono utilizzate per studiare la mutagenicità e la cancerogenicità di vari composti chimici e biologici, farmaci, ecc.

Allo stato attuale, è impossibile immaginare l'isolamento e lo studio dei virus senza l'uso di colture cellulari. Il primo rapporto sulla riproduzione del virus della poliomielite in colture cellulari è apparso nel 1949 (Enders J.F. et al.). Le colture cellulari in virologia sono utilizzate per i seguenti scopi: 1) isolamento e identificazione dei virus; 2) rilevamento di un'infezione virale da un aumento significativo del numero di anticorpi nei sieri accoppiati; 3) preparazione di antigeni e anticorpi da utilizzare nei test sierologici. Le principali fonti di tessuti per ottenere colture monostrato sono tessuti animali, ad esempio reni di scimmia, tumori maligni umani, tessuti embrionali umani.

Un ruolo importante nello studio del sistema dei macrofagi è svolto anche dal metodo di coltivazione artificiale. Il ruolo di questo sistema nel processo infettivo, nella formazione di anticorpi, nel metabolismo dei pigmenti del sangue, nei disturbi del metabolismo dei lipidi, nel metabolismo dei farmaci chemioterapici, nelle proprietà biochimiche e biofisiche, nonché nella potenza neoplastica di queste cellule, è allo studio. La maggior parte di questi studi sono riassunti nella monografia di Nelson (Nelson DS, 1969). In coltura pura, i macrofagi furono isolati per la prima volta nel 1921 da Carrel ed Ebeling dal sangue di pollo. Poiché molti degli studi eseguiti sui macrofagi sono correlati a problemi di fisiologia e patologia umana, è auspicabile condurre tali studi su colture di macrofagi umani o mammiferi, sebbene i macrofagi di mammiferi non si riproducano su un mezzo nutritivo artificiale. Il sangue può servire come fonte disponibile di macrofagi, ma la resa dei macrofagi è bassa. La fonte di macrofagi più utilizzata è il liquido peritoneale. Contiene molti macrofagi ed è solitamente privo di altre cellule. Molti macrofagi liberi sono presenti nei polmoni (macrofagi alveolari). Si ottengono dai lavaggi degli alveoli e delle vie aeree del coniglio.

L'analisi del cariotipo umano è impossibile senza l'uso della coltura cellulare. A tale scopo vengono esaminati i linfociti del sangue, la milza, i linfonodi, le cellule del midollo osseo, i fibroblasti umani e le cellule del liquido amniotico. Per stimolare la mitosi dei linfociti, al mezzo di coltura viene aggiunta fitoemoagglutinina. La crescita cellulare dura 48 - 72 ore. 4-6 ore prima della fine della coltura si aggiunge al terreno la colchicina, che smette di dividere le cellule nella metafase, perché inibisce la formazione del fuso. Per ottenere una buona diffusione dei cromosomi sulle piastre metafase, le cellule vengono trattate con una soluzione ipotonica (0,17%) di cloruro di sodio o altre soluzioni.

Negli ultimi anni, la coltura cellulare embrionale ottenuta mediante amniocentesi transaddominale è stata ampiamente utilizzata per diagnosticare molti difetti biochimici e citogenetici dell'embrione. L'amniocentesi viene eseguita tra 15 e 18 settimane. gravidanza. La popolazione cellulare del liquido amniotico durante questo periodo è costituita principalmente da cellule desquamate di origine ectodermica: dalle cellule amniotiche, dall'epidermide cutanea, nonché dall'epitelio delle ghiandole sudoripare e sebacee, dal cavo orale e in parte dal tubo digerente e dalle vie urinarie e altre parti dell'embrione. Nel 1956 apparvero rapporti sulla determinazione del sesso cromosomico del feto sulla base dello studio della cromatina sessuale nelle cellule del liquido amniotico. Nel 1963, Fuchs e Philip ottennero una coltura di cellule del liquido amniotico. Attualmente, vengono utilizzati diversi metodi per ottenere colture cellulari di liquido amniotico. Solitamente, 10 ml di un campione liquido vengono prelevati per l'analisi, centrifugati, il sedimento cellulare viene risospeso e seminato in fiale di plastica o piastre Petri in un mezzo speciale. La crescita diventa evidente dopo pochi giorni. Dopo la risemina, la sospensione cellulare nei giorni 14-21 viene utilizzata per ottenere piastre metafase.

La maggior parte delle moderne conoscenze in biologia molecolare, genetica molecolare e ingegneria genetica è stata ottenuta dallo studio di colture cellulari di microrganismi. Ciò è determinato dal fatto che i microrganismi e le linee cellulari sono relativamente facili da coltivare, il processo di generazione di una nuova generazione richiede da decine di minuti a diverse ore rispetto ai macroorganismi, la cui crescita richiede anni e decenni. Allo stesso tempo, gli scenari di sviluppo sono simili per tutte le popolazioni che si sviluppano in sistemi chiusi.

colture cellulari

La tecnologia delle colture cellulari consiste nella crescita di cellule al di fuori degli organismi viventi.

Colture di cellule vegetali

Le colture cellulari vegetali non sono solo un passo importante nella creazione di piante transgeniche, ma sono anche ambientalmente accettabili e economicamente sostenibile una fonte di prodotti naturali con proprietà terapeutiche, come il paclitaxel (paclitaxel), contenuto nel legno di tasso e prodotto come farmaco chemioterapico chiamato Taxol (Taxol). Le colture cellulari vegetali vengono anche utilizzate per produrre sostanze utilizzate dall'industria alimentare come aromi e coloranti.

Colture di cellule di insetti

Lo studio e l'applicazione delle colture cellulari di insetti amplia le possibilità per lo sviluppo e l'uso da parte dell'uomo di agenti biologici che distruggono i parassiti degli insetti, ma non influenzano la vitalità degli insetti benefici e inoltre non si accumulano nell'ambiente. Sebbene i meriti dei metodi biologici di controllo dei parassiti siano noti da tempo, la produzione di tali sostanze biologicamente attive e agenti patogeni per insetti e microrganismi in quantità industriali è molto difficile. L'uso di colture cellulari di insetti può risolvere completamente questo problema. Inoltre, proprio come le cellule vegetali, le cellule degli insetti possono essere utilizzate per sintetizzare farmaci. Questa prospettiva è attualmente attivamente esplorata. Inoltre, è allo studio la possibilità di utilizzare cellule di insetto per produrre vaccini VLP (VLP - virus-like partition - virus-like particelle) per il trattamento di malattie infettive come SARS e influenza. Questa tecnica potrebbe ridurre notevolmente i costi ed eliminare i problemi di sicurezza associati al metodo tradizionale con uova di gallina.

Colture cellulari di mammiferi

Le colture cellulari di mammiferi sono da oltre un decennio uno degli strumenti principali utilizzati dagli specialisti dell'allevamento del bestiame. In condizioni di laboratorio, le uova ottenute da vacche di ottima qualità vengono fecondate con gli spermatozoi dei rispettivi tori. Gli embrioni risultanti vengono coltivati ​​in una provetta per diversi giorni, dopodiché vengono impiantati nell'utero di vacche madri surrogate. La stessa tecnica è alla base della fecondazione in vitro umana.

Attualmente, l'uso di colture cellulari di mammiferi va ben oltre l'inseminazione artificiale. Le cellule dei mammiferi possono integrare, e forse un giorno sostituire, l'uso degli animali per testare la sicurezza e l'efficacia di nuovi farmaci. Inoltre, proprio come le cellule di piante e insetti, le cellule di mammifero possono essere utilizzate per sintetizzare farmaci, in particolare alcune proteine ​​animali che sono troppo complesse per essere sintetizzate da microrganismi geneticamente modificati. Ad esempio, gli anticorpi monoclonali sono sintetizzati da colture cellulari di mammiferi.

Gli scienziati stanno anche valutando l'utilizzo di cellule di mammifero per produrre vaccini. Nel 2005, il Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti ha assegnato a Sanofi Pasteur un contratto da 97 milioni di dollari. Il compito degli specialisti dell'azienda è sviluppare metodi per coltivare cellule di mammifero al fine di accelerare lo sviluppo di vaccini antinfluenzali e, di conseguenza, aumentare la preparazione dell'umanità a una pandemia.

Terapie basate sulla cultura cellule staminali adulte che si trovano in alcuni tessuti del corpo (midollo osseo, tessuto adiposo, cervello, ecc.) prenderanno presto il loro giusto posto anche nella pratica clinica. I ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali possono essere utilizzate dall'organismo per riparare i tessuti danneggiati. Le cellule staminali ematopoietiche adulte sono state a lungo utilizzate come trapianti di midollo osseo. Sono necessari per ripristinare i processi di maturazione e formazione di tutti i tipi di cellule del sangue. Tali cellule possono essere ottenute in grandi quantità dal sangue del cordone ombelicale, ma il loro isolamento è un processo piuttosto complicato.

I ricercatori stanno attualmente lavorando su metodi per isolare le cellule staminali dalla placenta e dal tessuto adiposo. Un certo numero di specialisti è impegnato nello sviluppo di metodi per la riprogrammazione cellulare, riportando le cellule mature del corpo, ad esempio le cellule della pelle, a uno stato indifferenziato e la successiva stimolazione della loro differenziazione in cellule del tipo di tessuto richiesto.

Cellule staminali embrionali

Utilizzo cellule staminali embrionaliè anche considerato un potenziale metodo di terapia per molte malattie. Come suggerisce il nome, le cellule fetali sono ottenute da embrioni, in particolare quelli che si sviluppano da uova, fecondate in vitro (cliniche di fecondazione in vitro) e, con il consenso dei donatori, donate a ricercatori per uso scientifico. Di solito vengono utilizzate le blastocisti: embrioni di 4-5 giorni che sembrano palline al microscopio, costituiti da diverse centinaia di cellule.

Per l'isolamento delle cellule staminali embrionali umane, la massa cellulare interna della blastocisti viene trasferita in un mezzo di coltura ricco di sostanze nutritive, dove le cellule iniziano a dividersi attivamente. Entro pochi giorni, le cellule coprono l'intera superficie della piastra di coltura. Successivamente, i ricercatori raccolgono le cellule in divisione, le dividono in parti e le collocano in nuove piastre. Viene chiamato il processo di spostamento delle cellule in nuove piastre risemina e può essere ripetuto molte volte per molti mesi. Viene chiamato il ciclo di passaggio cellulare passaggio. Le cellule staminali embrionali che sono esistite in coltura per sei o più mesi senza differenziazione (cioè, rimanendo pluripotenti - in grado di differenziarsi in cellule di qualsiasi tessuto del corpo) e mantenendo un normale insieme di geni sono chiamate linea di cellule staminali embrionali.

La superficie interna della piastra di coltura è spesso ricoperta da cellule della pelle di embrioni di topo geneticamente modificati per non riuscire a dividersi. Queste cellule formano uno strato di alimentazione, un "substrato nutritivo", grazie al quale le cellule embrionali sono attaccate alla superficie. Gli scienziati stanno cercando di migliorare il metodo esistente ed eliminare la necessità di utilizzare cellule di topo, poiché la loro presenza introduce sempre il rischio che particelle virali e proteine ​​di topo entrino nella coltura di cellule umane che possono causare una reazione allergica.

Il valore massimo della terapia con cellule staminali e dell'ingegneria tissutale può essere raggiunto se le cellule staminali terapeutiche ei tessuti cresciuti da esse sono geneticamente identici alle cellule del ricevente. Pertanto, se il paziente stesso non è la loro fonte, le cellule staminali devono essere modificate sostituendo il loro materiale genetico con i geni del ricevente e solo successivamente differenziate in cellule di un tipo specifico. Attualmente, la procedura per la sostituzione del materiale genetico e la riprogrammazione può essere eseguita con successo solo con cellule staminali embrionali.