Utilizarea culturilor celulare. Tehnologii de biotehnologie: Culturi celulare

Rudimente de organ crescute în afara corpului (in vitro). Cultivarea celulelor și țesuturilor se bazează pe respectarea strictă a sterilității și utilizarea unor medii nutritive speciale care asigură menținerea activității vitale a celulelor cultivate și sunt cât mai asemănătoare cu mediul cu care celulele interacționează în organism. Metoda de obținere a culturilor celulare și tisulare este una dintre cele mai importante din biologia experimentală. Culturile de celule și țesuturi pot fi congelate și păstrate pentru o lungă perioadă de timp la temperatura azotului lichid (-196°C). Experimentul fundamental privind cultivarea celulelor animale a fost realizat de omul de știință american R. Garrison în 1907, plasând o bucată din rudimentul sistemului nervos al unui embrion de broaște într-un cheag limfatic. Celulele germinale au rămas în viață timp de câteva săptămâni, iar fibrele nervoase au crescut din ele. De-a lungul timpului, metoda a fost îmbunătățită de A. Carrel (Franța), M. Burroughs (SUA), A. A. Maksimov (Rusia) și alți oameni de știință care au folosit ca mediu nutritiv plasma sanguină și un extract din țesut fetal. Succesele ulterioare în obținerea de culturi de celule și țesuturi au fost asociate cu dezvoltarea mediilor cu o anumită compoziție chimică pentru cultivarea diferitelor tipuri de celule. Acestea conțin de obicei săruri, aminoacizi, vitamine, glucoză, factori de creștere și antibiotice care previn contaminarea culturii cu bacterii și ciuperci microscopice. Crearea unei metode de cultură a celulelor și țesuturilor în plante (pe o bucată de floem de morcov) a fost începută de F. Steward (SUA) în 1958.

Celulele de diferite origini pot fi folosite pentru cultivarea celulelor animale și umane: epiteliale (ficat, plămân, glanda mamară, piele, vezică urinară, rinichi), țesut conjunctiv (fibroblaste), scheletice (oase și cartilaj), musculare (scheletice, cardiace și netede). mușchii), sistemul nervos (celule gliale și neuroni), celulele glandulare care secretă hormoni (glandele suprarenale, glanda pituitară, celulele insulelor Langerhans), melanocite și diferite tipuri de celule tumorale. Există 2 direcții de cultivare a acestora: cultura celulară și cultura de organe (cultura de organe și țesuturi). Pentru a obține o cultură celulară - o populație omogenă genetic, cu proliferare rapidă - bucăți de țesut (de obicei aproximativ 1 mm 3) sunt îndepărtate din organism, tratate cu enzime adecvate (pentru a distruge contactele intercelulare) și suspensia rezultată este plasată într-un mediu nutritiv. . Culturile obținute din țesuturi embrionare se caracterizează printr-o supraviețuire mai bună și o creștere mai activă (datorită nivelului scăzut de diferențiere și prezenței celulelor progenitoare stem în embrioni) în comparație cu țesuturile corespunzătoare prelevate dintr-un organism adult. Țesuturile normale dau naștere la culturi cu o durată de viață limitată (așa-numita limită Hayflick), în timp ce culturile obținute din tumori sunt capabile să prolifereze la infinit. Cu toate acestea, chiar și în cultura celulelor normale, unele celule se imortalizează spontan, adică devin nemuritoare. Ele supraviețuiesc și dau naștere unor linii celulare cu o durată de viață nelimitată. Inițial, linia celulară poate fi derivată dintr-o populație de celule sau dintr-o singură celulă. În acest din urmă caz, linia se numește clonală sau clonă. În timpul cultivării pe termen lung, sub influența diverșilor factori, proprietățile celulelor normale se schimbă, are loc transformarea, ale cărei semne principale sunt tulburări ale morfologiei celulare, modificări ale numărului de cromozomi (aneuploidie). Cu un grad ridicat de transformare, introducerea unor astfel de celule într-un animal poate provoca formarea unei tumori. În cultura de organe, organizarea structurală a țesutului, interacțiunile intercelulare sunt păstrate și este susținută diferențierea histologică și biochimică. Țesuturile dependente de hormoni păstrează sensibilitatea la acestea și răspunsurile caracteristice, celulele glandulare continuă să secrete hormoni specifici etc. Astfel de culturi sunt cultivate într-un vas de cultură pe plute (hârtie, millipore) sau pe o plasă metalică care plutește pe suprafața mediului nutritiv.

La plante, cultura celulară se bazează, în general, pe aceleași principii ca și la animale. Diferențele dintre metodele de cultivare sunt determinate de caracteristicile structurale și biologice ale celulelor vegetale. Majoritatea celulelor țesutului vegetal au totipotență: dintr-o astfel de celulă, în anumite condiții, se poate dezvolta o plantă cu drepturi depline. Pentru a obține o cultură de celule vegetale, se folosește o bucată de țesut (de exemplu, calus) sau organ (rădăcină, tulpină, frunză) în care sunt prezente celule vii. Este plasat pe un mediu nutritiv care conține săruri minerale, vitamine, carbohidrați și fitohormoni (cel mai adesea citokine și auxine). Culturile de plante se mențin la temperaturi de la 22 la 27°C, pe întuneric sau la lumină.

Culturile de celule și țesuturi sunt utilizate pe scară largă în diferite domenii ale biologiei și medicinei. Cultivarea celulelor somatice (toate celulele organelor și țesuturilor cu excepția celulelor reproducătoare) în afara corpului a determinat posibilitatea dezvoltării unor noi modalități de studiere a geneticii organismelor superioare folosind, alături de metodele geneticii clasice, metode de biologie moleculară. Genetica moleculară a celulelor somatice de mamifere a primit cea mai mare dezvoltare, ceea ce este asociat cu posibilitatea emergentă a experimentelor directe cu celule umane. Cultura celulară și tisulară este utilizată pentru a rezolva probleme biologice generale precum elucidarea mecanismelor de exprimare a genelor, dezvoltarea embrionară timpurie, diferențierea și proliferarea, interacțiunea nucleului și citoplasmei, celulele cu mediul, adaptarea la diferite influențe chimice și fizice, îmbătrânirea, transformare maligna etc.se foloseste pentru diagnosticul si tratamentul bolilor ereditare. Ca obiecte de testare, culturile celulare sunt o alternativă la utilizarea animalelor atunci când se testează noi agenți farmacologici. Sunt necesare la obținerea plantelor transgenice și înmulțirea clonală. Culturile celulare joacă un rol important în biotehnologie în crearea de hibrizi, producerea de vaccinuri și substanțe biologic active.

Vezi și Inginerie celulară.

Lit.: Metode de cultivare a celulelor. L., 1988; Cultura de celule animale. Metode / Editat de R. Freshni. M., 1989; Biologia celulelor de cultură și biotehnologia plantelor. M., 1991; Freshney R. I. Cultura celulelor animale: un manual de tehnică de bază. a 5-a ed. Hoboken, 2005.

O. P. Kisurina-Evgenieva.

I. Culturi celulare

Cele mai frecvente sunt culturile celulare cu un singur strat, care pot fi împărțite în 1) primare (în primul rând tripsinizate), 2) semi-continue (diploide) și 3) continue.

După origine sunt clasificate în embrionare, tumorale și din organisme adulte; prin morfogeneză- fibroblastice, epiteliale etc.

Primar Culturile celulare sunt celule din orice țesut uman sau animal care au capacitatea de a crește sub formă de monostrat pe o suprafață din plastic sau sticlă acoperită cu un mediu nutritiv special. Durata de viață a unor astfel de culturi este limitată. În fiecare caz specific, acestea sunt obținute din țesut după măcinare mecanică, tratament cu enzime proteolitice și standardizarea numărului de celule. Culturile primare obținute din rinichi de maimuță, rinichi embrionari umani, amnios uman și embrioni de pui sunt utilizate pe scară largă pentru izolarea și acumularea de virusuri, precum și pentru producerea de vaccinuri virale.

Semi piele(sau diploid ) culturi celulare - celule de același tip, capabile să reziste până la 50-100 de treceri in vitro, păstrând în același timp setul diploid original de cromozomi. Tulpinile diploide de fibroblaste embrionare umane sunt utilizate atât pentru diagnosticarea infecțiilor virale, cât și în producerea de vaccinuri virale.

Continuu liniile celulare sunt caracterizate prin nemurire potențială și un cariotip heteroploid.

Sursa liniilor transplantate sunt culturile de celule primare (de exemplu, SOC, PES, VNK-21 - din rinichii hamsterilor sirieni de o zi; PMS - din rinichiul unui cobai etc.) celule individuale de care tind să se reproducă la nesfârșit in vitro. Setul de modificări care duc la apariția unor astfel de caracteristici din celule se numește transformare, iar celulele culturilor continue de țesut se numesc transformate.

O altă sursă de linii celulare transplantabile sunt neoplasmele maligne. În acest caz, transformarea celulară are loc in vivo. Următoarele linii de celule transplantate sunt cel mai des folosite în practica virologică: HeLa - obținut din carcinomul cervical; Ner-2 - din carcinom laringian; Detroit-6 - de la metastaza cancerului pulmonar la măduva osoasă; RH - din rinichi uman.

Pentru cultivarea celulelor sunt necesare medii nutritive care, în funcție de scopul lor, sunt împărțite în medii de creștere și suport. Mediile de creștere trebuie să conțină mai mulți nutrienți pentru a asigura proliferarea celulară activă pentru a forma un monostrat. Mediile suport ar trebui să asigure numai supraviețuirea celulelor într-un monostrat deja format în timpul înmulțirii virușilor în celulă.

Mediile sintetice standard, cum ar fi mediile sintetice 199 și mediile Eagle's, sunt utilizate pe scară largă. Indiferent de scop, toate mediile de cultură celulară sunt construite folosind o soluție de sare echilibrată. Cel mai adesea este soluția Hanks. O componentă integrantă a majorității mediilor de creștere este serul din sânge animal (vițel, bovin, cal), fără prezența a 5-10% din care reproducerea celulară și formarea monostratului nu au loc. Serul nu este inclus în mediul de întreținere.

I. Culturi celulare - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „I. Culturi celulare” 2017, 2018.

- III. Comunicații prin releu radio

II. Comunicaţii fără fir I. Comunicaţii prin cablu Ø Comunicare telefonică orăşenească Ø Comunicare telefonică directă (interfon) Ø Comunicare radiotelefonică (Altai) Ø Comunicare inductivă (comunicare EKV „Diston”, „Nalmes”) Ø... .

- Consum de materiale la 1 km de drum cu acoperire din beton asfaltic tip IV

Tabelul 15 Tabelul 14 Tabelul 13 Tabelul 12 Tabelul 11 ​​Traficul rutier la dobândă compusă în diferiți ani de funcționare Valorile coeficienților m, K0, K0m cu intensitate crescătoare Tabel... .

- III. Timp 90 de minute.

Lecția nr. 5 Sistemul de frânare Tema nr. 8 Mecanisme de control Despre proiectarea echipamentelor auto Desfășurarea unei lecții de grup Plan - schiță Profesor al ciclului POPON, locotenent colonel S.A. Fedotov "____"... .

- Determinarea Zmin și Xmin din condiția fără subdecupare

Fig.5.9. Despre tunderea dinților roții. Să luăm în considerare modul în care coeficientul de forfecare x al cremalierei este legat de numărul de dinți care pot fi tăiați de cremaliera de pe roată. Lăsați șina să fie instalată în poziția 1 (Fig. 5.9.). În acest caz, linia dreaptă a capetelor de rack va intersecta linia de angajare N-N în t. și....

- Verbos que terminan en –it, -et

Los verbos irregulares Go - ir Eat - comer Sleep - dormi Want - querer I Go Eat Eat Sleep Want You Go Eat Eat Want El, ea Du-te Eat Eat Sleep Want We Go Eat Eat Sleep Want You Go Eat Sleep Want They Go...

K.K. - acestea sunt celulele unui organism pluricelular care trăiesc și se reproduc în condiții artificiale în afara corpului.

Celulele sau țesuturile care trăiesc în afara corpului sunt caracterizate de un întreg complex de trăsături metabolice, morfologice și genetice care diferă brusc de proprietățile celulelor organelor și țesuturilor in vivo.

Există două tipuri principale de culturi celulare cu un singur strat: primare și continue.

Tripsinizat primar. Termenul „primar” se referă la o cultură celulară obținută direct din țesuturi umane sau animale în perioada embrionară sau postnatală. Durata de viață a unor astfel de culturi este limitată. După un anumit timp, în ele apar fenomene de degenerare nespecifică, care se exprimă prin granularea și vacuolizarea citoplasmei, rotunjirea celulelor, pierderea conexiunii dintre celule și substratul solid pe care au fost crescute. Modificările periodice ale mediului, modificările compoziției acestuia din urmă și alte proceduri pot crește doar puțin durata de viață a culturii de celule primare, dar nu pot preveni distrugerea finală și moartea acesteia. După toate probabilitățile, acest proces este asociat cu dispariția naturală a activității metabolice a celulelor îndepărtate de sub controlul factorilor neuroumorali care operează în întregul organism.

Numai celulele individuale sau grupurile de celule dintr-o populație pe fondul degenerării majorității stratului celular își pot păstra capacitatea de a crește și de a se reproduce. Aceste celule, după ce au descoperit potențialul de reproducere nesfârșită in vitro, dau naștere culturi celulare continue.

Principalul avantaj al liniilor celulare transplantate, în comparație cu orice cultură primară, este potențialul de reproducere nelimitată în afara corpului și autonomia relativă, care le apropie de bacterii și protozoare unicelulare.

Culturi în suspensie- celule individuale sau grupuri de celule crescute în suspensie într-un mediu lichid. Sunt o populație relativ omogenă de celule care sunt ușor expuse la substanțe chimice.

Culturile în suspensie sunt utilizate pe scară largă ca sisteme model pentru studierea căilor metabolice secundare, inducerea enzimelor și expresia genelor, degradarea compușilor străini, studii citologice etc.

Un semn al unei linii „bune” este capacitatea celulelor de a rearanja metabolismul și o rată ridicată de reproducere în condiții specifice de cultivare. Caracteristicile morfologice ale acestei linii:

· grad ridicat de dezagregare (5-10 celule per grup);

· uniformitatea morfologică a celulelor (dimensiune mică, formă sferică sau ovală, citoplasmă densă);

· absența elementelor asemănătoare traheidelor.

Tulpini de celule diploide. Acestea sunt celule de un singur tip care sunt capabile să sufere până la 100 de diviziuni in vitro, menținând în același timp setul diploid original de cromozomi (Hayflick, 1965). Tulpinile de fibroblaste diploide obținute din embrioni umani sunt utilizate pe scară largă în virologia diagnostică și în producerea de vaccinuri și sunt utilizate și în studii experimentale. Trebuie avut în vedere că unele dintre capacitățile genomului viral sunt realizate numai în celule care mențin un nivel normal de diferențiere.

130. Bacteriofagi. Morfologie și compoziție chimică

Bacteriofagii (fagii) (din greaca veche φᾰγω - „Devor”) sunt viruși care infectează selectiv celulele bacteriene. Cel mai adesea, bacteriofagii se înmulțesc în interiorul bacteriilor și provoacă liza acestora. În mod obișnuit, un bacteriofag constă dintr-un înveliș proteic și material genetic de acid nucleic simplu sau dublu catenar (ADN sau, mai rar, ARN). Dimensiunea particulelor este de aproximativ 20 până la 200 nm.

Structura particulelor - virionii - a diferiților bacteriofagi este diferită. Spre deosebire de virusurile eucariote, bacteriofagii au adesea un organ specializat de atașare la suprafața celulei bacteriene, sau coadă, aranjat cu diferite grade de complexitate, dar unii fagi nu au coadă. Capsida conține materialul genetic al fagului, genomul acestuia. Materialul genetic al diferiților fagi poate fi reprezentat de diferiți acizi nucleici. Unii fagi conțin ADN ca material genetic, alții conțin ARN. Genomul majorității fagilor este ADN dublu catenar, în timp ce genomul unor fagi relativ rari este ADN monocatenar. La capetele moleculelor de ADN ale unor fagi există „zone lipicioase” (secvențe de nucleotide complementare monocatenar); în alți fagi nu există zone lipicioase. Unii fagi au secvențe de gene unice în moleculele de ADN, în timp ce alți fagi au permutări ale genelor. Unii fagi au ADN liniar, în timp ce alții îl au închis într-un inel. Unii fagi au repetări terminale ale mai multor gene la capetele moleculei de ADN; la alți fagi, o astfel de redundanță terminală este asigurată de prezența repetărilor relativ scurte. În cele din urmă, la unii fagi genomul este reprezentat de un set de mai multe fragmente de acid nucleic.

Din punct de vedere evolutiv, bacteriofagii, care folosesc tipuri atât de diferite de material genetic, diferă unul de celălalt într-o măsură mult mai mare decât oricare alți reprezentanți ai organismelor eucariote. În același timp, în ciuda unor astfel de diferențe fundamentale în structura și proprietățile purtătorilor de informații genetice - acizii nucleici, diferiți bacteriofagi prezintă comunități în multe privințe, în primul rând în natura interferenței în metabolismul celular după infectarea bacteriilor sensibile.

Bacteriofagi capabili să provoace infecția productivă a celulelor, de ex. o infecție care are ca rezultat formarea descendenților viabili este definită ca nedefectuoasă. Toți fagii nedeficienți sunt caracterizați de două stări: starea de fag extracelular sau liber (uneori numit și fag matur) și starea de fag vegetativ. Pentru unii așa-numiți fagi temperați, este posibilă și o stare de profag.

Fagii extracelulari sunt particule care au o structură caracteristică unui fag de acest tip, asigurând păstrarea genomului fagului în perioada dintre infecții și introducerea acestuia în următoarea celulă sensibilă. Fagul extracelular este inert din punct de vedere biochimic, iar fagul vegetativ este o stare activă („vie”) a fagului care apare după infectarea bacteriilor sensibile sau după inducerea unui profag.

Uneori, infecția celulelor sensibile de către un fag nedefect nu are ca rezultat formarea descendenței viabile. Acest lucru se poate întâmpla în două cazuri: în timpul unei infecții abortive sau din cauza stării lizogenice a celulei în timpul infecției cu un fag temperat.

Motivul naturii abortive a infecției poate fi interferența activă a anumitor sisteme celulare în cursul infecției, de exemplu, distrugerea genomului fagic introdus în bacterie sau absența în celulă a unui produs necesar pentru dezvoltarea fagului etc.

Fagii sunt în general clasificați în trei tipuri. Tipul este determinat de natura influenței unei infecții fagice productive asupra soartei celulei infectate.

Primul tip– fagi cu adevărat virulenți. Infecția unei celule cu un fag virulent duce inevitabil la moartea celulei infectate, distrugerea acesteia și eliberarea fagului descendent (excluzând cazurile de infecție abortivă). Astfel de fagi sunt numiți cu adevărat virulenți, pentru a-i deosebi de mutanții virulenți ai fagilor temperați.

Al doilea tip- fagi temperati. În timpul unei infecții productive a unei celule cu un fag temperat, sunt posibile două căi fundamental diferite ale dezvoltării sale: litic, în general (în rezultatul său) similar cu ciclul litic al fagilor virulenți și lizogenă, când genomul unui fag temperat se transformă într-o stare specială - profag. O celulă care poartă un profag se numește lizogenă sau pur și simplu lizogenă (deoarece în anumite condiții poate suferi o dezvoltare litică a fagului). Fagii temperați care răspund în stare de profag la utilizarea unui factor inductor prin începerea dezvoltării litice sunt numiți inductibili, iar fagii care nu răspund în acest fel sunt numiți neinductibili. Mutanții virulenți pot apărea în fagii temperați. Mutațiile de virulență conduc la modificări ale secvenței de nucleotide în regiunile operator, care au ca rezultat pierderea afinității pentru represor.

Al treilea tip de fagi sunt fagii a căror infecție productivă nu duce la moartea bacteriilor. Acești fagi sunt capabili să părăsească bacteria infectată fără a provoca distrugerea fizică a acesteia. O celulă infectată cu un astfel de fag se află într-o stare de infecție productivă constantă (permanentă). Dezvoltarea fagului are ca rezultat o ușoară încetinire a ratei diviziunii bacteriene.

Bacteriofagii diferă prin structura chimică, tipul de acid nucleic, morfologie și natura interacțiunii cu bacteriile. Virușii bacterieni au dimensiuni de sute și mii de ori mai mici decât celulele microbiene.

O particulă tipică de fag (virion) constă dintr-un cap și o coadă. Lungimea cozii este de obicei de 2 - 4 ori diametrul capului. Capul conține material genetic - ARN sau ADN monocatenar sau dublu catenar cu enzima transcriptaza în stare inactivă, înconjurat de o înveliș proteic sau lipoproteic - capsid, care stochează genomul în afara celulei.

Acidul nucleic și capsida formează împreună nucleocapsidul. Bacteriofagii pot avea o capsidă icosaedrică asamblată din mai multe copii ale uneia sau două proteine ​​specifice. În mod obișnuit, colțurile sunt făcute din pentameri ai unei proteine, iar suportul fiecărei părți este format din hexameri ai aceleiași proteine ​​sau similare. Mai mult, fagii pot avea formă sferică, în formă de lămâie sau pleomorfă. Coada este un tub proteic - o continuare a învelișului proteic al capului; la baza cozii există o ATPază care regenerează energia pentru injectarea materialului genetic. Există și bacteriofagi cu proces scurt, fără proces și filamentoși.

Componentele principale ale fagilor sunt proteinele și acizii nucleici. Este important de menționat că fagii, ca și alți virusuri, conțin un singur tip de acid nucleic - acid dezoxiribonucleic (ADN) sau acid ribonucleic (ARN). Această proprietate distinge virusurile de microorganismele care conțin ambele tipuri de acizi nucleici în celulele lor.

Acidul nucleic este situat în cap. O cantitate mică de proteine ​​(aproximativ 3%) a fost găsită și în interiorul capului fagului.

Astfel, în ceea ce privește compoziția lor chimică, fagii sunt nucleoproteine. În funcție de tipul acidului lor nucleic, fagii sunt împărțiți în ADN și ARN. Cantitatea de proteine ​​și acid nucleic variază între fagi. Unii fagi au aproape același conținut și fiecare dintre aceste componente este de aproximativ 50%. În alți fagi, raportul dintre aceste componente principale poate fi diferit.

Pe lângă aceste componente principale, fagii conțin cantități mici de carbohidrați și unele grăsimi predominant neutre.

Figura 1: Diagrama structurii unei particule de fag.

Toți fagii cunoscuți de al doilea tip morfologic sunt ARN. Printre fagii de al treilea tip morfologic se găsesc atât forme de ARN, cât și de ADN. Fagii altor tipuri morfologice sunt bazate pe ADN.

131. Interferon. Ce este?

interferează O n(din latină inter - reciproc, între ele și ferio - lovesc, lovesc), o proteină protectoare produsă de celulele din corpul mamiferelor și păsărilor, precum și de culturile celulare ca răspuns la infecția cu virusuri; suprimă reproducerea (replicarea) virusurilor în celulă. I. a fost descoperit în 1957 de oamenii de știință englezi A. Isaacs și J. Lindenman în celulele găinilor infectate; Mai târziu s-a dovedit că formarea I. este cauzată și de bacterii, rickettsie, toxine, acizi nucleici și polinucleotide sintetice. I. nu este o substanță individuală, ci un grup de proteine ​​cu greutate moleculară scăzută (greutate moleculară 25.000-110.000), care sunt stabile pe o zonă largă de pH, rezistente la nucleaze și distruse de enzimele proteolitice. Formarea I. în celule este asociată cu dezvoltarea unui virus în ele, adică reprezintă o reacție celulară la pătrunderea acidului nucleic străin. După ce virusul infectant dispare din celulă, virusul nu este detectat în celulele normale. După mecanismul de acțiune, I. este fundamental diferit de anticorpi: nu este specific infecțiilor virale (acționează împotriva diferitelor virusuri), nu neutralizează infecțiozitatea virusului, ci inhibă reproducerea acestuia în organism, suprimând sinteza. a acizilor nucleici virali. Când intră în celule după dezvoltarea unei infecții virale în ele, I. nu este eficient. În plus, I., de regulă, este specific celulelor care îl formează; de exemplu, I. de celule de pui este activ numai în aceste celule, dar nu suprimă reproducerea virusului în celulele de iepure sau umane. Se crede că nu virusul în sine afectează virușii, ci o altă proteină produsă sub influența sa. S-au obținut rezultate încurajatoare la testarea I. pentru prevenirea și tratarea bolilor virale (infectie oculară herpetică, gripă, citomegalie). Cu toate acestea, utilizarea clinică pe scară largă a I. este limitată de dificultatea de a obține medicamentul, nevoia de administrare repetată în organism și specificitatea speciei sale.

132. Metoda disjunctive. Ce este?

1.O infecție virală productivă apare în 3 perioade:

· perioada initiala include etapele de adsorbție a virusului pe celulă, pătrunderea în celulă, dezintegrarea (deproteinizarea) sau „dezbracarea” virusului. Acidul nucleic viral a fost livrat în structurile celulare adecvate și, sub acțiunea enzimelor lizozomale, celulele au fost eliberate din învelișurile proteice protectoare. Ca urmare, se formează o structură biologică unică: celula infectată conține 2 genomi (proprii și virali) și 1 aparat sintetic (celular);

După aceasta începe al doilea grup procesele de reproducere a virusului, inclusiv in medieȘi perioadele finale, timp în care are loc reprimarea celulară și expresia genomului viral. Reprimarea genomului celular este asigurată de proteine ​​reglatoare cu greutate moleculară mică precum histonele, sintetizate în orice celulă. În timpul unei infecții virale, acest proces se intensifică; acum celula este o structură în care aparatul genetic este reprezentat de genomul viral, iar aparatul sintetic este reprezentat de sistemele sintetice ale celulei.

2. Următorul curs al evenimentelor din celulă este direcționatpentru replicarea acidului nucleic viral(sinteza materialului genetic pentru noi virioni) și implementarea informațiilor genetice conținute în acesta(sinteza componentelor proteice pentru noi virioni). În virusurile care conțin ADN, atât în ​​celulele procariote, cât și în cele eucariote, replicarea ADN-ului viral are loc cu participarea ADN polimerazei dependente de ADN celular. În acest caz, în virusurile monocatenar care conțin ADN, a complementar firul este așa-numita formă replicativă, care servește ca șablon pentru moleculele de ADN fiice.

3. Implementarea informației genetice a virusului conținute în ADN are loc după cum urmează: cu participarea ARN polimerazei dependente de ADN, ARNm este sintetizat, care intră în ribozomii celulei, unde sunt sintetizate proteinele specifice virusului. În virusurile ADN dublu catenar, al căror genom este transcris în citoplasma celulei gazdă, aceasta este propria sa proteină genomică. Virușii ai căror genomi sunt transcriși în nucleul celulei folosesc ARN polimeraza dependentă de ADN-ul celular conținută acolo.

U virusuri ARN proceselor replicare genomul lor, transcrierea și traducerea informațiilor genetice sunt efectuate în alte moduri. Replicarea ARN-ului viral, atât catenele minus, cât și plus, se realizează prin forma replicativă a ARN (complementară cu originalul), a cărei sinteză este asigurată de ARN polimeraza dependentă de ARN - aceasta este o proteină genomică pe care toate ARN-ul conțin. virusii au. Forma replicativă a ARN-ului virusurilor cu catenă minus (catenă plus) nu servește doar ca șablon pentru sinteza moleculelor fiice de ARN viral (catenă minus), dar îndeplinește și funcțiile ARNm, adică merge la ribozomi. si asigura sinteza proteinelor virale (difuzare).

U plus-suvita Pentru virușii care conțin ARN, funcția de traducere este realizată de copiile sale, a căror sinteză se realizează prin forma replicativă (catena minus) cu participarea ARN polimerazelor virale dependente de ARN.

Unii virusuri ARN (reovirusuri) au un mecanism de transcripție complet unic. Este furnizat de o enzimă virală specifică - revertaza (reverse transcriptaza)și se numește transcriere inversă. Esența sa este că, mai întâi, pe matricea ARN virală, cu participarea transcripției inverse, se formează o transcriere, care este o singură catenă de ADN. Pe ea, cu ajutorul ADN polimerazei dependente de ADN celular, se sintetizează a doua catenă și se formează o transcriere ADN dublu catenară. Din aceasta, în mod obișnuit, prin formarea ARNm, se realizează informația genomului viral.

Rezultatul proceselor descrise de replicare, transcriere și traducere este formarea molecule fiice acid nucleic viral și proteine ​​virale, codificat în genomul virusului.

După aceasta vine a treia și ultima perioadă interacțiunea dintre virus și celulă. Noi virioni sunt asamblați din componente structurale (acizi nucleici și proteine) pe membranele reticulului citoplasmatic al celulei. O celulă al cărei genom a fost reprimat (suprimat) moare de obicei. Virionii nou formați pasiv(ca urmare a morții celulare) sau activ(prin înmugurire) părăsesc celula și ajung în mediul ei.

Prin urmare, sinteza acizilor nucleici virali si proteinelor si asamblarea de noi virioni apar într-o anumită secvență (separate în timp) și în diferite structuri celulare (separate în spațiu), și de aceea metoda de reproducere virală a fost numită disjunctiv(dezuniți). În timpul unei infecții virale abortive, procesul de interacțiune dintre virus și celulă este întrerupt dintr-un motiv sau altul înainte de a avea loc suprimarea genomului celular. Evident, în acest caz, informația genetică a virusului nu va fi implementată și virusul nu se va reproduce, iar celula își păstrează funcțiile neschimbate.

În timpul unei infecții virale latente, ambii genomi funcționează simultan în celulă, iar în timpul transformărilor induse de virus, genomul viral devine parte din genomul celular, funcționează și este moștenit împreună cu acesta.

133. Virusul variolei cămilelor

Variola (Variola)- o boală infecțioasă contagioasă caracterizată prin febră și erupții cutanate papulo-pustuloase la nivelul pielii și mucoaselor.
Agenții cauzali ai bolii aparțin diferitelor genuri și specii din familia virusului variolei (Poxviridae). Specii independente sunt următoarele virusuri: variola bovină, vaccinia (genul Orthopoxvirus), oaie, caprele (genul Carpipoxvirus), porcii (genul Suipoxvirus), păsările (genul Avipoxvirus) cu trei specii principale (patogeni ai varicelei, porumbei și canari).
Agenții patogeni ai variolei sunt asemănătoare morfologic la diferite specii de animale. Acestea sunt virusuri care conțin ADN, caracterizate prin dimensiuni relativ mari (170 - 350 nm), epiteliotropie și capacitatea de a forma incluziuni rotunde elementare în celule (corpii Paschen, Guarnieli, Bollinger), vizibile la microscop cu lumină după colorare conform lui Morozov. Deși există o relație filogenetică Există o relație strânsă între agenții patogeni ai variolei la diferitele specii de animale, spectrul de patogenitate nu este același, iar conexiunile imunogene nu sunt păstrate în toate cazurile. Virusurile variolei de oi, capre, porci și păsări sunt patogeni numai pentru speciile corespunzătoare și, în condiții naturale, fiecare dintre ei provoacă o variolă independentă (originală). Virusurile variolei și vaccinei au o gamă largă de patogenitate, incluzând bovine, bivoli, vaci, măgari, catâri, cămile, iepuri, maimuțe și oameni.

CAMEL POX VARIOLA CAMELINA o boală contagioasă care apare odată cu formarea unei erupții cutanate nodular-pustuloase caracteristice variolei pe piele și mucoase. Numele Variola provine de la cuvântul latin Varus, care înseamnă strâmb (cu marcaj).

Epizootologia bolii. Cămilele de toate vârstele sunt susceptibile la variolă, dar animalele tinere sunt mai des și mai grav bolnave. În zonele staționare neafectate de variolă, cămilele adulte rareori se îmbolnăvesc din cauza faptului că aproape toate suferă de variolă la o vârstă fragedă. La cămilele gestante, variola poate provoca avorturi.

Animalele din alte specii nu sunt susceptibile la virusul camelpox original în condiții naturale. Pe lângă vaci și cămile, bivolii, caii, măgarii, porcii, iepurii și persoanele care nu sunt imune la variolă sunt susceptibile la virusul variolei și vaccinei. Dintre animalele de laborator, cobai sunt sensibili la virusurile variolei bovine și vaccinei după aplicarea virusului pe corneea scarificată a ochilor (F.A. Petunia, 1958).

Principalele surse de virusuri variolice sunt animalele bolnave de variolă și persoanele bolnave de variola bovină și care se îmbolnăvesc ca urmare a sensibilității crescute după imunizarea cu virusul vaccinia cu detritus de variolă de la viței. Animalele și oamenii bolnavi dispersează virusul în mediul extern, în principal cu epiteliul respins al pielii și membranei mucoase care conține virusul. Virusul este eliberat și în mediul extern cu fetuși avortați (K.N. Buchnev și R.G. Sadykov, 1967). Agentul cauzator al variolei poate fi răspândit mecanic de animalele domestice și sălbatice imune la variolă, inclusiv păsările de curte, precum și de persoanele imune la variolă de la copiii vaccinați cu vaccinul vaccinia.

În condiții naturale, cămilele sănătoase se infectează prin contactul cu animalele bolnave într-o zonă contaminată cu virus prin apă contaminată, furaje, spații și articole de îngrijire, precum și aerogen atunci când deversările care conțin virus sunt pulverizate de animalele bolnave. Mai des, cămilele se infectează atunci când virusul intră în organism prin piele și mucoase, mai ales când integritatea lor este deteriorată sau cu deficit de vitamina A.

Sub formă de epizootie, variola apare la cămile aproximativ la fiecare 20-25 de ani. În acest moment, animalele tinere sunt deosebit de grav bolnave. În perioada dintre epizootii în zonele care sunt permanent neafectate de variola în rândul cămilelor, variola apare sub formă de enzootii și cazuri sporadice care apar mai mult sau mai puțin regulat la fiecare 3-6 ani, în principal la animalele de 2-4 ani. În astfel de cazuri, animalele se îmbolnăvesc relativ ușor, mai ales în sezonul cald. Pe vreme rece, variola este mai severă, durează mai mult și este însoțită de complicații, în special la animalele tinere. În fermele mici, aproape toate cămilele sensibile se îmbolnăvesc în decurs de 2-4 săptămâni. Trebuie luat în considerare faptul că focarele de variolă în rândul cămilelor pot fi cauzate atât de virusul camelpox original, cât și de virusul cowpox, care nu creează imunitate unul împotriva celuilalt. Prin urmare, focarele cauzate de diferiți virusuri variolei pot să se succedeze sau să apară simultan.

Patogeneza determinată de epiteliotropia pronunțată a agentului patogen. Odată ajuns în corpul animalului, virusul se înmulțește și pătrunde în sânge (viremia), ganglioni limfatici, organe interne, în stratul epitelial al pielii și mucoaselor și provoacă formarea de exanteme și enanteme specifice în ele, a căror severitate. depinde de reactivitatea organismului și de virulența virusului, de căile de penetrare a acestuia în organism și de starea stratului epitelial. Pockmarks se dezvoltă secvențial în etape: de la rozeola cu un nodul la o pustulă cu o crustă și formare de cicatrice.

Simptome. Perioada de incubație, în funcție de vârsta cămilelor, de proprietățile virusului și de căile de pătrundere a acestuia în organism, variază de la 3 la 15 zile: la animalele tinere 4-7 zile, la adulți 6-15 zile. Puii de cămilă născuți de cămile neimune se pot îmbolnăvi la 2-5 zile după naștere. Cea mai scurtă perioadă de incubație (2-3 zile) are loc la cămile după ce acestea sunt infectate cu virusul vaccinia.

În perioada prodromală, la cămilele bolnave temperatura corpului crește la 40-41°, apare letargia și refuzul de a se hrăni, conjunctiva și mucoasele gurii și nasului sunt hiperemice. Cu toate acestea, aceste semne sunt adesea vizibile, mai ales la debutul bolii la fermă.

Evoluția variolei la cămile, în funcție de vârsta lor, este de asemenea diferită: la animalele tinere, în special la nou-născuți, este adesea acută (până la 9 zile); la adulți - subacută și cronică, uneori latentă, mai des la cămile gestante. Cea mai caracteristică formă de variolă la cămile este cutanată, cu o evoluție subacută a bolii (Fig. 1).

În cursul subacut al bolii, din gură și nas se eliberează mucus clar, mai târziu tulbure cenușiu-murdar. Animalele scutură din cap, adulmecă și pufnesc, aruncând epiteliul infectat cu virus împreună cu mucusul care conține virusul. Curând, se formează umflături în zona buzelor, nărilor și pleoapelor, uneori răspândindu-se în zona intermaxilară, gât și chiar în zona pieptului. Ganglionii limfatici submandibulari și cervicali inferiori sunt măriți. Apetitul animalelor scade, se culcă mai des și mai mult decât de obicei și se ridică cu mare dificultăți. Până în acest moment, pe pielea buzelor, nasului și pleoapelor, pe membranele mucoase ale gurii și nasului apar pete gri-roșiatice; Sub ele se formează noduli denși care, crescând în dimensiune, se transformă în papule cenușii, iar apoi în pustule de mărimea unui bob de mazăre și fasole cu un centru scufundat și o îngroșare asemănătoare unei role la margini.

Pustulele se înmoaie, izbucnesc și din ele se eliberează un lichid lipicios de culoare gri deschis. Umflarea capului dispare în acest moment. După 3-5 zile, pustulele deschise se acoperă cu cruste. Dacă nu sunt răniți de furaje, atunci boala se termină acolo. Crustele primare îndepărtate sau căzute au o formă inversă de pustulă în formă de crater. Cicatricile rămân în locul urmelor. Toate aceste leziuni ale pielii se formează în decurs de 8-15 zile.

Urmele la cămile bolnave apar adesea mai întâi pe cap. Între un an și patru ani, cămilele se îmbolnăvesc de obicei ușor. Leziunile sunt localizate pe scalp, în principal în zona buzelor și a nasului. La cămile, ugerul este adesea afectat. La câteva zile după deschiderea pustulelor primare în zona capului, se formează leziuni de variolă pe piele și pe alte zone cu păr subțire ale corpului (în zonele pupei, axile, perineu și scrot, în jurul anusului, în partea interioară). parte a antebrațului și coapsei), iar la cămile, de asemenea, pe mucoasa mucoasei vaginale. În acest moment, temperatura corpului cămilelor crește de obicei din nou, uneori până la 41,5 °, iar cămilele femele din ultima lună de sarcină dau naștere cămile premature și subdezvoltate, care, de regulă, mor în curând.

La unele animale, corneea ochilor (ghimpe) devine tulbure, provocând orbire temporară la un ochi timp de 5-10 zile, iar la cămile, mai des la ambii ochi. Vițeii de cămilă care se îmbolnăvesc la scurt timp după naștere dezvoltă diaree. În acest caz, ei mor în 3-9 zile de la boală.

Într-o evoluție subacută relativ benignă a variolei și, de obicei, după infectarea cu virusul vaccinia, animalele se recuperează în 17-22 de zile.

La cămilele adulte, pe membrana mucoasă a cavității bucale, pustulele deschise se contopesc adesea și sângerează, mai ales atunci când sunt rănite de furaj. Acest lucru face dificilă mâncarea, animalele slăbesc, procesul de vindecare este întârziat cu până la 30-40 de zile, iar boala devine cronică.

Odată cu generalizarea procesului variolei, uneori se dezvoltă piemie și complicații (pneumonie, gastroenterită, necrobacterioză etc.) - În astfel de cazuri, boala se prelungește până la 45 de zile sau mai mult. Au existat cazuri de disfuncții ale stomacului și intestinelor, însoțite de atonie și constipație. Unele animale bolnave experimentează umflarea membrelor.

La cămilele cu variolă latentă (fără semne clinice caracteristice ale bolii, numai în prezența febrei), avorturile apar cu 1-2 luni înainte de fătare (până la 17-20%).

Prognosticul bolii la cămilele adulte este favorabil, la vițeii de cămilă cu curs acut, mai ales sub vârsta de 15-20 de zile și la cei născuți din cămile care nu sunt imuni la variolă, este nefavorabil. Puii de cămilă se îmbolnăvesc grav și până la 30-90% dintre ei mor. Cămilele în vârstă de 1-3 ani se îmbolnăvesc de variolă mai ușor, iar la vârste mai înaintate, deși sunt grav bolnave, cu semne de proces generalizat pronunțat, rata mortalității este scăzută (4-7%).

Modificările patologice sunt caracterizate de leziunile descrise mai sus ale pielii, mucoasei și corneei ochilor. Pe epicard și mucoasa intestinală se observă hemoragii punctuale. În cavitatea toracică de pe pleura costală, sunt uneori vizibile mici hemoragii și noduli de mărimea boabelor de mei până la linte gri și gri-roșie cu conținut închegat. Membrana mucoasă a esofagului este acoperită cu noduli cu boabe de mei, înconjurate de elevații asemănătoare rolelor. Membrana mucoasă a cicatricei (uneori vezica urinară) are hemoragii și noduli similare cu margini zimțate, precum și ulcere mici cu un centru roz înfundat. Corpurile elementare, cum ar fi corpurile Paschen, pot fi găsite în papule, care au valoare diagnostică la microscopia unui frotiu sub imersie printr-un microscop cu lumină convențională.

Diagnosticul se bazează pe analiza datelor clinice și epizootice (este necesar să se țină cont de posibilitatea de infectare a cămilelor de la oameni), modificări patologice, rezultate pozitive ale microscopiei (la prelucrarea frotiurilor din papule proaspete folosind metoda de argint Morozov) sau electronoscopia, precum și testele biologice pe cele sensibile la animalele variolei. Este posibil să se izoleze virusul din organele fetușilor avortați de cămile cu variolă. La diagnosticarea variolei se recomanda si utilizarea reactiei de precipitare prin difuzie intr-un gel de agar si reactia de neutralizare in prezenta serurilor specifice active sau globulinelor.

Diagnosticul diferențial se realizează în cazurile îndoielnice (ținând cont de caracteristicile clinice și epizootice). Variola trebuie diferențiată de necrobacterioză prin microscopia frotiurilor din material patologic și infecția șoarecilor albi sensibili; din febra aftoasă - infecția porcușoarelor de guineea cu o suspensie de material patologic în suprafața plantară a pielii picioarelor posterioare; din infecții fungice și scabie - prin găsirea agenților patogeni corespunzători în răzuirea examinată prelevate din zonele afectate ale pielii; de bruceloză în timpul avorturilor, avorturilor spontane și mânji prematuri - prin examinarea serului sanguin al cămilelor RA și RSK și examinarea bacteriologică a fetușilor cu izolarea culturii microbiene pe medii nutritive și microscopie (dacă este necesar, utilizați un biotest pe cobai cu ulterioare bacteriologice și examinări serologice ale sângelui și serului).

Când se diagnostichează variola la cămile, este, de asemenea, necesar să se excludă o boală necontagioasă, dar uneori răspândită, care apare cu leziuni ale pielii în zona buzelor și a nasului - Yantak-bash (turkmen), Dzhantak-bas ( Kazah), care apare în urma rănirii atunci când sunt mâncate tufe numite spin de cămilă (yantak, jantak, Alhagi). Această boală poate fi observată de obicei toamna la cămile tinere, în principal sub vârsta de un an. Cămilele adulte sunt doar puțin afectate de spinul de cămilă. Cu Yantak-bash, de regulă, nu există noduli sau leziuni asemănătoare papulelor, spre deosebire de variola, pe mucoasa bucală. Acoperirea cenușie care apare în timpul Yantak-bash este relativ ușor de îndepărtat. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că Yantak-bash contribuie la boala cămilelor cu variola și apare adesea simultan cu aceasta.

La izolarea virusului variolei, este necesar să se determine tipul acestuia (original, variola bovină sau vaccinia), folosind metodele specificate în instrucțiunile Ministerului Sănătății al URSS din 1968 privind prevenirea variolei bovine la om, date obținute după infectare (în afecțiuni izolate) ale cămilelor care au avut virusul variolei vaccinia și agenți patogeni izolați.

Tratamentul cămilelor bolnave este în principal simptomatic. Zonele afectate se tratează cu o soluție de permanganat de potasiu (1:3000), iar după uscare, se ung cu un amestec de tinctură de iod 10% și glicerină (1:2 sau 1:3). După deschiderea pungilor, acestea sunt tratate cu o emulsie 5% de sintomicină în ulei de pește fortificat, la care se adaugă tinctură de iod în proporție de 1:15-1:20; unguente - zinc, ihtiol, penicilina etc. Se pot folosi unguente salicilice sau bor 2% si unguent propolis 20-30% cu vaselina. Pe vreme caldă, se recomandă unguent de creolină 3%, gudron și praf de hexacloran. Zonele afectate se ung de 2-3 ori pe zi cu tampoane inmuiate in emulsii si unguente.

Mucoasa bucală afectată se spală de 2-3 ori pe zi cu o soluție 10% de permanganat de potasiu sau o soluție 3% de peroxid de hidrogen sau decocturi de salvie, mușețel și alte dezinfectante și astringente. Pentru conjunctivită, ochii sunt spălați cu o soluție de sulfat de zinc 0,1%.

Pentru a preveni dezvoltarea infecției microbiene secundare și posibilele complicații, se recomandă administrarea intramusculară a penicilinei și streptomicinei. Pentru slăbiciune generală și complicații sunt indicate medicamentele cardiace.

Ca tratament specific pentru cazurile severe de boală, puteți utiliza ser sau sânge de la cămile care s-au recuperat de la variolă (subcutanat la o rată de 1-2 ml la 1 kg de greutate animală). Locurile de injectare sunt mai întâi tăiate cu grijă și șterse cu tinctură de iod.

Cămilele bolnave și în curs de recuperare li se administrează adesea apă curată, tărâțe sau făină de orz, iarbă moale sau fân fin de lucernă sau coji de bumbac aromate cu făină de orz. Pe vreme rece, animalele bolnave, în special cămilele, sunt ținute într-o cameră curată, uscată și caldă sau acoperite cu o pătură.

Imunitatea la cămilele care s-au recuperat în mod natural de la variolă durează până la 20-25 de ani, adică aproape pe viață. Natura imunității este umorală cutanată, evidențiată de prezența anticorpilor de neutralizare a virusului în serul de sânge al animalelor recuperate și de imunitatea cămilelor la reinfectarea cu virusul variolic omolog. Puii de cămilă născuți din cămile care au avut variolă nu sunt sensibili la tipul de variolă pe care l-a avut cămila, mai ales în primii trei ani, adică înainte de pubertate. Puii de cămilă care se află sub uter în timpul unei epizootii, de regulă, nu se îmbolnăvesc de variolă sau se îmbolnăvesc relativ ușor și pentru o perioadă scurtă de timp.

Măsurile de prevenire și control sunt cu respectarea strictă a tuturor măsurilor veterinare, sanitare și de carantină, diagnosticarea în timp util a bolii și determinarea tipului de virus. Persoanele nu ar trebui să aibă voie să aibă grijă de cămile în timpul vaccinării și în perioada post-vaccinare până când ei (sau copiii lor) au avut o reacție semnificativă clinic la vaccinarea împotriva variolei. Toate cămilele, vacile și caii care intră în fermă trebuie ținute izolat timp de 30 de zile.

Când variola apare în rândul cămilelor, vacilor și cailor, prin hotărâre specială a comitetului executiv raional, localitatea, localitatea sau regiunea, pășunea unde a fost descoperită această boală este declarată neafectată de variolă și se iau măsuri de carantină, restrictive și sanitare.

Apariția variolei este imediat raportată organizațiilor veterinare superioare, fermelor și raioanelor învecinate, astfel încât să se poată lua măsuri adecvate pentru a preveni răspândirea în continuare a bolii.

Pentru a preveni infectarea cămilelor cu variola bovină, în fermele care sunt nefavorabile și amenințate de variola bovină, se recomandă utilizarea unui preparat medical - detritus de variolă, care este utilizat pentru imunizarea tuturor cămilelor sănătoase clinic, indiferent de vârstă, sex și starea fiziologică a acestora ( sarcina și cămilele care alăptează). Pentru a face acest lucru, părul din treimea inferioară a gâtului cămilei este tăiat, tratat cu alcool eter sau o soluție de acid carbolic 0,5%, șters cu vată sau uscat, pielea este scarificată și 2-3 zgârieturi paralele superficiale. se aplica cu un ac gros, capatul unui bisturiu sau un scarificator, 2-3 in lungime.-4 cm.Se aplica 3-4 picaturi de vaccin dizolvat pe suprafata pielii proaspat scarificate si se maseaza usor cu o spatula. Dizolvați vaccinul conform indicațiilor de pe etichetele fiolelor și ale cutiilor de fiole. Vaccinul diluat și neutilizat și fiolele de vaccin sunt dezinfectate prin fierbere și distruse. Instrumentele folosite pentru vaccinări se spală cu o soluție 3% de acid carbolic sau o soluție 1% de formaldehidă și se sterilizează prin fierbere.

Dacă cămila nu a fost imună la variola bovină, atunci în a 5-a zi după vaccinare, papule ar trebui să apară la locul scarificării. Dacă nu sunt acolo, vaccinarea se repetă, dar pe partea opusă a gâtului și cu un vaccin de altă serie. Persoanele care sunt imune împotriva variolei și sunt familiarizate cu regulile de igienă personală au voie să îngrijească cămilele imunizate și bolnave. Animalele tinere, în special cele din grupul slab, pot reacționa uneori puternic la vaccinare și se pot îmbolnăvi cu semne pronunțate de variolă.

Cămilele bolnave și care reacționează grav la vaccin sunt izolate și tratate (vezi mai sus.). Se recomandă dezinfectarea clădirilor animalelor și a locurilor contaminate cu virusul variolei cu soluții fierbinți 2-4% de sodă caustică și potasiu caustic, soluție de amestec sulf-carbolic 3% sau soluții de acid sulfuric 2-3% sau soluții clarificate de înălbitor. , conţinând 2-6% clor activ, care inactivează virusul variolei în 2-3 ore (O. Trabaev, 1970). De asemenea, puteți folosi soluții de 3-5% de cloramină și soluție de formaldehidă 2%. Gunoiul de grajd trebuie ars sau dezinfectat biotermic. Carcasele de cămile care mor cu semne clinice de variolă trebuie arse. Laptele de la cămile bolnave sau suspectate de variolă, dacă nu conține nici un amestec de puroi și nu este contraindicat din niciun alt motiv, poate fi consumat numai după fierbere timp de 5 minute sau pasteurizare la 85°-30 minute. Lâna și pielea de la cămile ucise în perioada problemelor din economia variolei sunt prelucrate conform instrucțiunilor de dezinfecție a materiilor prime de origine animală.

Se recomandă ridicarea restricțiilor la fermele și așezările afectate de variolă nu mai devreme de 20 de zile de la recuperarea tuturor animalelor și persoanelor bolnave de variolă și dezinfecția finală a fost efectuată temeinic.

134. Compoziţia chimică şi proprietăţile biochimice ale virusurilor

1.1 Structura și compoziția chimică a virionilor.

Cele mai mari virusuri (virusurile variolei) sunt apropiate ca dimensiuni de dimensiunile mici ale bacteriilor, cele mai mici (patogeni ai encefalitei, poliomielitei, febrei aftoase) sunt apropiate de molecule mari de proteine ​​directionate catre moleculele de hemoglobina din sange. Cu alte cuvinte, virușii au uriașii și piticii lor. Pentru a măsura virușii, se folosește o valoare convențională numită nanometru (n1nm). Un nm este o milioneme de milimetru. Dimensiunile diferitelor virusuri variază de la 20 la câteva sute de nm.

Virușii simpli constau din proteine ​​și acid nucleic. Cea mai importantă parte a particulei virale, acidul nucleic, este purtătorul de informații genetice. Dacă celulele oamenilor, animalelor, plantelor și bacteriilor conțin întotdeauna două tipuri de acizi nucleici: ADN-ul acidului dezoxiribonucleic și ARN-ul ribonucleic, atunci în diferiți virusuri se găsește un singur tip, fie ADN, fie ARN, care formează baza clasificării lor. A doua componentă esențială a virionului, proteinele, diferă între virusuri, ceea ce le permite să fie recunoscute prin reacții imunologice.

Virușii cu structură mai complexă, pe lângă proteine ​​și acizi nucleici, conțin carbohidrați și lipide. Fiecare grup de viruși este caracterizat de propriul set de proteine, grăsimi, carbohidrați și acizi nucleici. Unii virusuri contin enzime. Fiecare componentă a virionilor are funcții specifice: învelișul proteic îi protejează de efectele adverse, acidul nucleic este responsabil pentru proprietățile ereditare și infecțioase și joacă un rol principal în variabilitatea virusurilor, iar enzimele participă la reproducerea lor. De obicei, acidul nucleic este situat în centrul virionului și este înconjurat de o înveliș proteic (capsidă), ca și cum ar fi îmbrăcat în ea.

Capsida constă într-un anumit mod de așezare a aceluiași tip de molecule proteice (capsomere), care formează forme geometrice simetrice în loc cu acidul nucleic al virusurilor (nucleocapsid). În cazul simetriei cubice a nucleocapsidei, catena de acid nucleic este încolăcită într-o bilă, iar capsomerele sunt strâns împachetate în jurul acesteia. Așa funcționează virusurile poliomielitei, febrei aftoase etc.

Cu simetria elicoidală (în formă de tijă) a nucleocapsidei, firul virusului este răsucit sub formă de spirală, fiecare tură este acoperită cu capsomere, întunecați unul cu celălalt. Structura capsomerelor și apariția virionilor pot fi observate folosind microscopia electronică.

Majoritatea virusurilor care provoacă infecții la oameni și animale au un tip cubic de simetrie. Capsida are aproape întotdeauna forma unui icosaedru de douăzeci de edruri regulate cu douăsprezece vârfuri și fețe de triunghiuri echilaterale.

Mulți virusuri, în plus față de capsida proteică, au o înveliș exterioară. Pe lângă proteinele virale și glicoproteinele, conține și lipide împrumutate din membrana plasmatică a celulei gazdă. Virusul gripal este un exemplu de virion elicoidal într-un plic cu tip cubic de simetrie.

Clasificarea modernă a virusurilor se bazează pe tipul și forma acidului lor nucleic, tipul de simetrie și prezența sau absența unei învelișuri exterioare.

Proprietăți biochimice – vezi manual de instruire!!!

135. Bucăți de organe care păstrează activitate funcțională și proliferativă in vitro

Cultură de celule

celule din orice țesut animal capabil să crească sub formă de monostrat în condiții artificiale pe o suprafață de sticlă sau plastic umplută cu un mediu nutritiv special. Sursa celulelor este țesutul animal proaspăt obținut - celule primare" tulpini de celule de laborator - transplantat to-ry. celule. Celulele embrionare și tumorale au cea mai bună capacitate de a crește în condiții artificiale. Gama de celule diploide ale oamenilor și maimuțelor este trecută de un număr limitat de ori, motiv pentru care uneori este numită tăierea semi-continuă a celulelor. Etape de obținere a soiurilor de celule: măcinarea sursei; tratament cu tripsină; eliberare de detritus; standardizarea numărului de celule suspendate într-un mediu nutritiv cu antibiotice; vărsarea în eprubete sau sticle, în care celulele se așează pe pereți sau pe fund și încep să se reproducă; controlul formării monostraturilor. Tipurile de celule sunt folosite pentru a izola virusul din cercetare. material pentru acumularea unei suspensii virale, studiul lui St. Recent a fost folosit în bacteriologie.

136. Parastezii. Ce este?

PARESTEZIE(din grecescul para-despre, în ciuda și aisthesis-senzație), numite uneori și disestezie, senzații de amorțeală, furnicături, piele de găină (mirmeciasis, myrmecismus, formicatio), arsuri, mâncărimi, răceală dureroasă (adică n. ​​psiroestezie), mișcări etc., senzații la membrele aparent conservate la persoanele amputate (pseudomelia paraesthetica). Cauzele P. pot fi diferite. P. poate apărea ca urmare a modificărilor locale ale circulaţiei sanguine, cu boala Renaud, cu eritromelalgie, cu acroparestezii, cu endarterită, ca simptom iniţial al gangrenei spontane. Uneori apar cu afectarea sistemului nervos, cu nevrita traumatică (cf. tipic. P. cu o vânătaie a n. ulnaris în zona sulcus olecrani), cu nevrita toxică și infecțioasă, cu radiculită, cu pahimeningită spinală (comprimarea rădăcinilor), cu acute și cronice. mielită, în special cu presiunea măduvei spinării (tumori ale măduvei spinării) și cu tabes dorsalis. Valoarea lor diagnostică în toate aceste cazuri este aceeași cu valoarea diagnostică a durerii, anesteziei și hiperesteziei: apar în anumite zone, de-a lungul tractului unuia sau altui nerv periferic sau în zona uneia sau alteia inervații radiculare, pot da indicatii valoroase despre localizarea patologiei . proces. P. sunt posibile şi ca manifestări ale leziunilor cerebrale. Astfel, la epilepsia corticală, crizele încep adesea cu P., localizată în membrul de la care încep apoi convulsiile. Ele sunt adesea observate în arterioscleroza cerebrală sau sifilisul cerebral și sunt uneori precursori de accident vascular cerebral apoplectic.- O poziție separată este ocupată de așa-numitul. P. mental, adică P. de origine psihogenă, ipohondrică, care se caracterizează în special prin faptul că nu au un caracter elementar, precum organic, ci un caracter complex - „viermi care se târăsc sub scalp”, „ridicarea unei mingi din stomac până la gât” (Oppenheim), etc. Valoarea lor diagnostică este, desigur, complet diferită de cea a P organic

137. Reguli de lucru și precauții de siguranță cu materiale care conțin virusuri

138. Virusul rinotraheitei infecțioase bovine

Rinotraheita infectioasa(latină - Rhinotracheitis infectiosa bovum; engleză - rinotraheite infecțioase bovine; IRT, erupție cutanată cu vezicule, vulvovaginită infecțioasă, rinită infecțioasă, „nas roșu”, catar infecțios al tractului respirator superior) este o boală contagioasă acută a bovinelor, caracterizată în principal de bovine. leziuni necrotice ale tractului respirator, febră, depresie generală și conjunctivită, precum și vulvovaginită pustuloasă și avort.

Agentul cauzal al IRT este Herpesvirus bovis 1, aparține familiei herpesvirusurilor, care conține ADN, diametru virion 120... 140 nm. Nouă proteine ​​structurale ale acestui virus au fost izolate și caracterizate.

Virusul IRT poate fi cultivat cu ușurință într-o varietate de culturi celulare, provocând CPE. Reproducerea virusului este însoțită de suprimarea diviziunii celulare mitotice și de formarea de incluziuni intranucleare. De asemenea, are proprietăți hemaglutinante și tropism pentru celulele organelor respiratorii și de reproducere și poate migra de la mucoase la sistemul nervos central și este capabil să infecteze fătul la sfârșitul primei și a doua jumătate a sarcinii.

La -60...-70 "C virusul supraviețuiește 7...9 luni, la 56 °C se inactivează după 20 de minute, la 37 °C - după 4...10 zile, la 22 °C - dupa 50 de zile.La 4” Activitatea virusului scade usor. Înghețarea și decongelarea îi reduc virulența și activitatea imunogenă.

Soluțiile de formaldehidă 1:500 inactivează virusul după 24 de ore, 1:4000 - după 46 de ore, 1:5000 - după 96 de ore.În mediu acid, virusul își pierde rapid activitatea și persistă mult timp (până la 9 luni). ) la pH 6,0... 9,0 și temperatură 4 °C. Există informații despre supraviețuirea virusului în materialul seminal de taur depozitat la temperatura gheții carbonice timp de 4...12 luni și în azot lichid timp de 1 an. A fost demonstrată posibilitatea inactivării virusului în spermatozoizii de taur prin tratarea acestuia cu o soluție de tripsină 0,3%.

Sursele agentului infecțios sunt animalele bolnave și purtătorii latenți de virus. După infectarea cu o tulpină virulentă, toate animalele devin purtători latenți ai virusului. Taurii tauri sunt foarte periculoși, deoarece după ce se îmbolnăvesc secretă virusul timp de 6 luni și pot infecta vacile în timpul împerecherii. Virusul este eliberat în mediul extern cu secreții nazale, secreții din ochi și organe genitale, cu lapte, urină, fecale și spermă. Se crede că în țările africane, gnu sunt un rezervor al virusului RTI. În plus, virusul se poate replica în căpușe, care joacă un rol important în cauzarea bolii la bovine.

Factorii de transmitere a virusului includ aerul, furajele, spermatozoizii, vehiculele, articolele de îngrijire, păsările, insectele, precum și oamenii (lucrătorii agricoli). Căi de transmitere: contact, aerian, transmisibil, alimentar.

Animalele susceptibile sunt bovinele, indiferent de sex și vârstă. Boala este cea mai severă la bovinele de carne. În experiment, a fost posibil să se infecteze oile, caprele, porcii și căprioarele. De obicei animalele se îmbolnăvesc la 10...15 zile de la intrarea într-o fermă disfuncțională.

Rata de morbiditate pentru RTI este de 30...100%, mortalitatea este de 1...15%, poate fi mai mare dacă boala este complicată de alte infecții respiratorii.

În focarele primare, boala afectează aproape întreaga populație, cu o rată a mortalității ajungând la 18%. IRT apare adesea în fermele industriale atunci când se recrutează grupuri de animale aduse din diferite ferme.

Când pătrunde în mucoasele tractului respirator sau genital, virusul pătrunde în celulele epiteliale, unde se înmulțește, provocând moartea și descuamarea acestora. Apoi se formează ulcere pe suprafața membranei mucoase a tractului respirator, iar în tractul genital se formează noduli și pustule. Din leziunile primare, virusul pătrunde cu aer în bronhii, iar din tractul respirator superior poate pătrunde în conjunctivă, unde provoacă modificări distrofice în celulele afectate, ceea ce provoacă un răspuns inflamator în organism. Apoi virusul este adsorbit pe leucocite și se răspândește la ganglionii limfatici, iar de acolo intră în sânge. Viremia este însoțită de depresie generală a animalului și febră. La viței, virusul poate fi transportat prin sânge în organele parenchimatoase, unde se înmulțește, provocând modificări degenerative. Pe măsură ce virusul trece prin barierele hematoencefalice și placentare, apar modificări patologice în creier, placentă, uter și făt. Procesul patologic depinde, de asemenea, în mare măsură de complicațiile cauzate de microfloră.

Perioada de incubație este în medie de 2...4 zile, foarte rar mai lungă. Practic, boala este acută. Există cinci forme de RTI: afectarea tractului respirator superior, vaginită, encefalită, conjunctivită și artrită.

Dacă organele respiratorii sunt afectate, este posibilă pneumonia cronică sero-purulentă, care ucide aproximativ 20% din viței. În forma genitală, organele genitale externe sunt afectate, vacile dezvoltă uneori endometrită, iar taurii uneori dezvoltă orhită, care poate provoca infertilitate. La taurii folosiți pentru inseminare artificială, IRT se manifestă prin dermatită recurentă la nivelul perineului, feselor, în jurul anusului, uneori pe coadă și scrot. Spermatozoizii infectați cu virus pot provoca endometrită și infertilitate la vaci.

Avorturile și moartea fătului în uter sunt observate la 3 săptămâni după infecție, ceea ce coincide cu creșterea titrului de anticorpi din sângele vacilor gestante convalescente, a căror prezență nu previne avorturile și moartea fetală în uter.

S-a observat că IRT are un curs latent când forma genitala. Numeroase pustule de diferite dimensiuni se formează în epiteliul mucoasei vaginale, vestibulul și vulva acesteia (vulvovaginită pustuloasă). În locul lor apar eroziuni și ulcere. După vindecarea leziunilor ulcerative, nodulii hiperemici rămân pe membrana mucoasă mult timp. La taurii bolnavi, procesul este localizat pe preput și penis. Formarea de pustule și vezicule este caracteristică. O mică parte din vacile gestante pot suferi avort, resorbție fetală sau fătare prematură. Animalele avortate, de regulă, au suferit anterior de rinotraheită sau conjunctivită. Dintre vacile avortate, nu pot fi excluse decesele datorate metritei și descompunerii fetale. Cu toate acestea, există cazuri frecvente de avort în absența proceselor inflamatorii pe membrana mucoasă a uterului vacii. Cu RTI apar cazuri de mastită acută. Ugerul este puternic inflamat și mărit, dureros la palpare. Producția de lapte scade brusc.

La meningoencefalita Alături de depresie, se remarcă disfuncții motorii și dezechilibru. Boala este însoțită de tremurături musculare, mâhâit, scrâșnire de dinți, convulsii și salivare. Această formă a bolii afectează în principal vițeii de 2...6 luni.

Forma respiratorie infectia se caracterizeaza prin cresterea brusca a temperaturii corpului la 41...42 "C, hiperemie a mucoasei nazale, nazofaringe si trahee, depresie, tuse uscata dureroasa, scurgeri abundente seros-mucoase din nas (rinita) si salivatie spumoasa. Pe măsură ce boala progresează, mucusul devine gros, în tractul respirator se formează dopuri de mucus și focare de necroză.În cazurile severe ale bolii se notează semne de asfixie.Hiperemia se extinde la planul nazal („nas roșu”).Etiologic rolul virusului IRT în keratoconjunctivita în masă a bovinelor tinere a fost dovedit.La animalele tinere, boala se manifestă uneori ca encefalită.Începe cu emoție bruscă, violență și agresivitate și lipsa de coordonare a mișcărilor. Temperatura corpului este normală. La vițeii tineri, unele tulpini ale virusului IRT provoacă boli gastrointestinale acute.

În general, la animalele bolnave, forma respiratorie este clar definită clinic, în timp ce forma genitală trece adesea neobservată.

La autopsia animalelor ucise sau decedate în timpul formei respiratorii acute, se găsesc de obicei semne de conjunctivită seroasă, rinită cataral-purulentă, laringită și traheită, precum și leziuni ale membranelor mucoase ale cavităților accesorii. Membrana mucoasă a corneei nazale este umflată și hiperemică, acoperită cu depozite mucopurulente. În unele locuri sunt detectate leziuni erozive de diferite forme și dimensiuni. Exudatul purulent se acumulează în cavitățile nazale și accesorii. Există hemoragii și eroziuni punctuale pe membranele mucoase ale laringelui și traheei. În cazurile severe, membrana mucoasă a traheei suferă necroză focală, iar bronhopneumonia este posibilă la animalele moarte. Zonele focale ale atelectaziei se găsesc în plămâni. Lumenele alveolelor și bronhiilor din zonele afectate sunt umplute cu exsudat seros-purulent. Umflarea severă a țesutului interstițial. Când ochii sunt afectați, conjunctiva pleoapei este hiperemică, cu simptome de edem, care se extinde până la conjunctiva globului ocular. Conjunctiva este acoperită cu un înveliș sebaceu. Adesea, tuberculi papilari de aproximativ 2 mm, se formează mici eroziuni și ulcere.

În forma genitală, pustulele, eroziunile și ulcerele în diferite stadii de dezvoltare sunt vizibile pe membrana mucoasă grav inflamată a vaginului și a vulvei. Pe lângă vulvovaginită, pot fi depistate cervicita sero-catarală sau purulentă, endometrita și, mult mai rar, proctita. La tauri de reproducție, în cazurile severe, balanopostita pustuloasă este însoțită de fimoză și parafimoză.

Fetușii proaspeți avortați sunt de obicei edematoși, cu fenomene autolitice minore. Există mici hemoragii pe membranele mucoase și seroase. După ce a trecut o perioadă mai lungă după moartea fătului, modificările sunt mai severe; Lichidul roșu închis se acumulează în țesutul conjunctiv intermuscular și în cavitățile corpului, iar focarele de necroză apar în organele parenchimatoase.

Când ugerul este afectat, se detectează mastita difuză seros-purulentă. Suprafața tăiată este edematoasă, clar granulară datorită măririi lobulilor afectați. Când este apăsat, din ea se scurge o secreție tulbure, asemănătoare puroiului. Membrana mucoasă a cisternei este hiperemică, umflată, cu hemoragii. Cu encefalită în creier, sunt detectate hiperemie vasculară, umflarea țesuturilor și hemoragii minore.

RTI este diagnosticat pe baza datelor clinice și epidemiologice, modificări patologice în organe și țesuturi cu confirmare obligatorie prin metode de laborator. Infecția latentă poate fi determinată numai prin teste de laborator.

Diagnosticele de laborator includ: 1) izolarea virusului din materialul patologic din cultura celulară și identificarea acestuia în RN sau RIF; 2) detectarea antigenelor virusului IRT în material patologic folosind RIF; 3) detectarea antigenelor în serul sanguin al animalelor bolnave și recuperate (diagnosticare retrospectivă) în RN sau RIGA.

Pentru cercetarea virusologică, mucusul din cavitatea nazală, ochi, vagin și prepuț este prelevat de la animalele bolnave; de la cei uciși și căzuți forțat - bucăți de sept nazal, trahee, plămân, ficat, splină, creier, ganglioni limfatici regionali, luate nu mai târziu de 2 ore după moarte. De asemenea, se recoltează ser sanguin pentru diagnostic serologic retrospectiv. Pentru diagnostic de laborator IRT utilizați un set de truse de diagnostic IRT bovine și un set de truse de diagnosticare a eritrocitelor pentru serodiagnosticul infecției în RIGA.

Diagnosticul RTI se realizează în paralel cu examinarea materialului pentru parainfluenza-3, infecție adenovirală, infecție respiratorie sincițială și diaree virală.

Un diagnostic preliminar al IRT la bovine se face pe baza rezultatelor pozitive ale detectării antigenului în materialul patologic folosind RECIF luând în considerare datele epidemiologice și clinice, precum și modificările patologice. Diagnosticul final se stabilește pe baza coincidenței rezultatelor RIF cu izolarea și identificarea virusului.

În diagnosticul diferențial al rinotraheitei infecțioase, este necesar să se excludă febra aftoasă, febra catarrală, parainfluenza-3, infecțiile adenovirale și chlamydia, diareea virală, infecția respiratorie sincițială și pasteureloza.

Recuperarea după boală este însoțită de o imunitate persistentă și pe termen lung, care poate fi transmisă descendenților cu anticorpi de colostru. Imunitatea animalelor recuperate durează cel puțin 1,5...2 ani, cu toate acestea, chiar și imunitatea umorală pronunțată nu împiedică persistența virusului la animalele convalescente, iar acestea trebuie considerate ca o potențială sursă de infecție a altor animale. Prin urmare, toate animalele care au anticorpi la IRT ar trebui considerate purtători ai virusului în stare de latență.

139. Rezervorul de nutrienți în embrionii de păsări în curs de dezvoltare este

Ținând cont de procesul complex și destul de lung de embriogeneză la păsări, este necesar să se formeze organe speciale temporare extraembrionare - provizorii. Primul dintre ele care se formează este sacul vitelin, iar ulterior organele provizorii rămase: membrana amniotică (amnios), membrana seroasă, alantoida. În evoluție, înainte de aceasta, sacul vitelin a fost găsit doar la peștii sturion, care au o celulă distinct telolecitală, iar procesul de embriogeneză este complex și de durată. În timpul formării sacului vitelin, gălbenușul devine acoperit cu părți ale frunzelor, pe care le numim straturi extraembrionare sau material extraembrionar. Dar marginea gălbenușului începe să fie acoperită de endoderm extraembrionar. Mezodermul extraembrionar este stratificat în 2 straturi: visceral și parietal, în timp ce stratul visceral este adiacent endodermului extraembrionar, iar stratul parietal este adiacent ectodermului extraembrionar.

Ectodermul extraembrionar împinge albumenul și crește și peste gălbenuș. Treptat, masele de galbenus sunt complet inconjurate de un perete format din endodermul extraembrionar si stratul visceral al mezodermului extraembrionar - se formeaza primul organ provizoriu - sacul vitelin.

Funcțiile sacului vitelin. Celulele endodermice ale sacului vitelin încep să secrete enzime hidrolitice care descompun masele de gălbenuș. Produsele de clivaj sunt absorbite și călătoresc prin vasele de sânge până la embrion. Acesta este modul în care sacul vitelin asigură funcția trofică. Primele vase de sânge și primele celule sanguine se formează din mezodermul visceral și, prin urmare, sacul vitelin îndeplinește și o funcție hematopoietică. La păsări și mamifere, printre celulele sacului vitelin, celulele germenului reproducător - gonoblast - sunt depistate precoce.

140. Reactivare. Ce este?

Pe baza modificărilor genotipului, mutațiile sunt împărțite în mutații punctuale (localizate în gene individuale) și mutații genice (care afectează zone mai mari ale genomului).
Infecția celulelor sensibile de către viruși este de natură multiplă, adică. Mai mulți virioni intră în celulă deodată. În acest caz, genomii virali pot coopera sau interfera în timpul procesului de replicare. Interacțiunile de cooperare între viruși sunt reprezentate de recombinare genetică, reactivare genetică, complementare și amestecare fenotipică.
Recombinarea genetică este mai frecventă în virusurile ADN sau virusurile ARN cu genom fragmentat (virusul gripal). În timpul recombinării genetice, are loc un schimb între regiunile omoloage ale genomilor virali.
Se observă reactivare genetică între genomul virusurilor înrudite cu mutații în diferite gene. Odată cu redistribuirea materialului genetic, se formează un genom complet.
Complementarea are loc atunci când unul dintre virusurile care infectează o celulă sintetizează o proteină nefuncțională ca rezultat al mutației. Un virus non-mutant, care sintetizează o proteină completă, compensează lipsa acesteia în virusul mutant.

Este posibil să se mențină viața țesuturilor și organelor din afara corpului prin creșterea lor în cultură. Primele încercări de a menține activitatea vitală a celulelor umane și animale în condiții de laborator au fost făcute în 1907 de Harrion și în 1912 de către Carrel. Cu toate acestea, abia în 1942 J. Monod a propus metode moderne de cultivare in vitro.

Cultură de celule este o populație de celule asemănătoare genotipic care funcționează și se divid in vitro. Se numesc culturi celulare obținute prin mutații țintite sau aleatorii linii telefonice .

Creșterea culturilor celulare in vitro este complexă. În general, se disting următoarele faze:

1. Perioada de inducție (faza de întârziere). În timpul fazei de întârziere nu există o creștere vizibilă a numărului de celule sau a formării de produse. Această fază este de obicei observată după subcultura culturii celulare. În ea, celulele se adaptează la noul mediu de cultură, iar metabolismul celular este rearanjat.

2. Faza de creștere exponențială. Se caracterizează prin acumularea rapidă a biomasei și a produselor reziduale din culturile celulare. În această fază, mitozele sunt cele mai frecvente în comparație cu alte faze de creștere. Dar în această fază, creșterea exponențială nu poate continua la nesfârșit. Ea trece la următoarea fază.

Orez. 4.2. Cultură de celule Hep-2, 48 de ore de cultivare, mitoze sunt vizibile.

3. Faza de creștere liniară. Caracterizat printr-o scădere a numărului de mitoze

4. Faza de creștere lentă. În această fază, creșterea culturii celulare scade din cauza scăderii numărului de mitoze.

5. Faza stationara . Se observă în urma fazei de încetinire a creșterii, în timp ce numărul de celule rămâne practic neschimbat. În această fază, fie are loc încetarea diviziunii celulare mitotice, fie numărul de celule în diviziune este egal cu numărul de celule aflate la moarte.

6. Faza ofilării culturii, în care predomină procesele de moarte celulară și practic nu se observă diviziunile mitotice.

Tranzițiile succesive de la faza 1 la faza 6 se observă în mare măsură datorită epuizării substraturilor necesare creșterii populației celulare, sau datorită acumulării de produși toxici ai activității lor vitale. Se numesc substraturi care limitează creșterea culturilor celulare limitare .

În condițiile în care concentrația de substraturi și alte componente necesare creșterii celulelor este constantă, procesul de creștere a numărului de celule este de natură autocatalitică. Acest proces este descris de următoarea ecuație diferențială:

unde N este numărul de celule, μ este rata de creștere specifică.

Orez. 4.3. Cultură celulară RD – rabdomiosarcom uman. Monostrat, celule vii necolorate.

Tranzițiile succesive de la faza 1 la faza 6 se observă în mare măsură datorită epuizării substraturilor necesare creșterii populației celulare, sau datorită acumulării de produși toxici ai activității lor vitale.

Pentru a menține viața celulară în cultură, trebuie îndeplinite o serie de condiții obligatorii:

Este necesar un mediu nutrițional echilibrat;

Sterilitate strictă;

Temperatura optima;

Trecere în timp util, adică reînsămânțare pe un mediu nutritiv nou.

J. Monod a fost primul care a atras atenția asupra limitării proceselor de creștere a culturilor celulare prin substraturi ale reacțiilor enzimatice. Se numesc substraturi care limitează creșterea populațiilor celulare limitare.

Aproape toate populațiile de celule sunt caracterizate de modificări ale ratelor de creștere sub influența inhibitorilor și activatorilor. Există inhibitori care acționează asupra ADN-ului (acid nalidixonic), inhibitori care acționează asupra ARN (actinomicină D), inhibitori ai sintezei proteinelor (cloramfenicol, eritromicină, tetraciclină), inhibitori ai sintezei peretelui celular (penicilină), substanțe active membranare (toluen, cloroform), inhibitori energetici. procese (2,4 – dinitrofenol), inhibitori ai enzimelor limitatoare.

Unul dintre cei mai importanți factori care determină cinetica creșterii celulare sunt ionii de hidrogen. Multe culturi celulare cresc într-un interval îngust de pH; o modificare a pH-ului duce la o încetinire a ratei de creștere a acestora sau la o oprire completă a creșterii

Una dintre primele încercări de a descrie fenomenul de limitare a creșterii populației a fost făcută de P. Verhgulst în 1838. El a sugerat că, pe lângă procesul de reproducere a organismelor, există un proces de moarte a organismelor observat din cauza „aglomerării”, adică Acest proces are loc atunci când doi indivizi se întâlnesc.

În dezvoltarea oricărei populații celulare, vine o perioadă de încetare a creșterii celulare și moartea celulelor. Este evident că oprirea creșterii și moartea celulelor nu sunt mai puțin importante decât reproducerea și creșterea lor. Aceste procese sunt deosebit de importante pentru organismele multicelulare. Creșterea necontrolată și necontrolată a celulelor individuale este cauza cancerului; oprirea creșterii, îmbătrânirea și moartea celulelor sunt cauza îmbătrânirii și a morții organismului în ansamblu.

Diferitele populații și diferite celule se comportă complet diferit. Celulele bacteriene și celulele organismelor unicelulare par a fi „nemuritoare” în exterior. Când sunt plasate într-un mediu convenabil și confortabil, cu un exces de substrat limitator, celulele încep să se înmulțească activ. Limitarea creșterii lor este determinată de consumul de substrat, de acumularea de produse inhibitoare, precum și de un mecanism specific de limitare a creșterii, care se numește „incompetență progresivă”.

Celulele organismelor multicelulare se comportă complet diferit. Celulele diferențiate alcătuiesc organe și țesuturi, iar creșterea și reproducerea lor sunt fundamental limitate. Dacă mecanismul de control al creșterii este distrus, apar celule individuale care cresc la infinit. Aceste celule alcătuiesc o populație de celule canceroase, creșterea lor duce la moartea întregului organism.

Cercetările în problema îmbătrânirii celulelor „normale” ale organismelor multicelulare au o istorie foarte interesantă. Pentru prima dată, ideea că celulele somatice normale ale animalelor și ale oamenilor ar trebui să-și piardă în mod determinist capacitatea de a se diviza și de a muri a fost exprimată de marele biolog german August Weismann în 1881. Cam în același timp, oamenii de știință au învățat să transfere celulele animale și umane în cultură. La începutul secolului, celebrul chirurg, unul dintre fondatorii tehnologiei de cultură celulară in vitro, laureatul Premiului Nobel Alexis Carrel a realizat un experiment care a durat 34 de ani. În această perioadă, a cultivat celule fibroblaste obținute din inimi de pui. Experimentul a fost oprit deoarece autorul era încrezător că celulele ar putea fi cultivate pentru totdeauna. Aceste rezultate au demonstrat în mod convingător că îmbătrânirea nu este o reflectare a proceselor care au loc la nivel celular.

Cu toate acestea, această concluzie s-a dovedit a fi eronată. „Nemuritoare” sunt celule degenerate (transformate) care și-au pierdut controlul creșterii și s-au transformat în celule canceroase. Abia în 1961 L. Hayflick, revenind la experimentele lui A. Carrel, a arătat că fibroblastele umane normale „netransformate” sunt capabile să efectueze aproximativ 50 de diviziuni și să oprească complet reproducerea. În prezent, nu există nicio îndoială că celulele somatice normale au un potențial limitat de replicare.

Pentru a defini setul de procese de îmbătrânire „programată” și moarte celulară, a fost propus termenul „apoptoză”. Apoptoza trebuie distinsă de necroză – moartea celulară din cauza unor evenimente aleatorii sau sub influența toxinelor externe. Necroza are ca rezultat eliberarea conținutului de celule în mediu și, în mod normal, provoacă un răspuns inflamator. Apoptoza este fragmentarea conținutului celular din interior, efectuată de enzime intracelulare speciale, a căror inducție și activare are loc atunci când celula primește un semnal extern sau când enzimele sunt forțate în celulă - activatori ai „mașinii” apoptotice. sau când celula este deteriorată de factori externi care nu duc la necroză, dar capabile să inițieze apoptoza (radiații ionizante, supraîncălzire reversibilă etc.).

Interesul actual al cercetătorilor pentru apoptoză este foarte mare; acesta este determinat de conștientizarea rolului important al apoptozei în comportamentul populațiilor celulare, deoarece rolul său este nu mai puțin decât rolul proceselor de creștere și reproducere celulară.

Conceptul de moarte celulară „programată” există de foarte mult timp, dar a fost abia în 1972, după lucrările lui Kerr, Willey și Currier, în care s-a demonstrat că multe procese de „programat” și „neprogramat”. „Moartea celulelor sunt foarte asemănătoare, interesul pentru apoptoză a crescut foarte mult. După ce rolul proceselor de degradare a ADN-ului și, în multe cazuri, a fost demonstrată sinteza de novo necesară a ARN-ului și a proteinelor specifice în apoptoză, apoptoza a devenit subiect de biochimie și biologie moleculară.

Biologia moleculară a apoptozei este foarte diversă. Apoptoza este studiată prin modificări morfologice în celule, prin inducerea, activitatea și apariția produșilor transglutaminaze care „reticulă” proteinele, prin fragmentarea ADN-ului, prin modificări ale fluxurilor de calciu și prin apariția fosfatidilserinei pe membrană.

În 1982 S.R. Umansky a sugerat că una dintre funcțiile programului de moarte celulară a celulelor eucariote este eliminarea celulelor care apar constant cu proprietăți oncogene. Această ipoteză este confirmată de descoperirea proteinei p53, un inductor al apoptozei și un supresor tumoral. Proteina p53 este un regulator de transcripție capabil să recunoască secvențe specifice de ADN. Gena p53 activează mai multe gene care întârzie diviziunea celulară în faza G1. După acțiunea factorilor care deteriorează ADN-ul (radiații, radiații ultraviolete), expresia genei p53 în celule crește semnificativ. Sub influența p53, celulele cu rupturi multiple de ADN sunt întârziate în faza G 1, iar dacă intră în faza S (de exemplu, în cazul transformării tumorii), suferă apoptoză.

Mutația genei p53 permite celulelor cu ADN deteriorat să completeze mitoza, păstrează celulele care au suferit transformare tumorală și sunt rezistente la radiații și chimioterapie. Forma mutantă a proteinei p53 nu are capacitatea de a opri ciclul celular.

În prezent, cel mai comun concept de îmbătrânire „programată” se bazează pe conceptul de telomer. Faptul este că ADN polimeraza nu este capabilă să reproducă „cozile” capătului 3/- al șablonului ADN - mai multe nucleotide la capătul 3/-. Replicarea repetată a ADN-ului în timpul reproducerii celulelor în acest caz ar trebui să conducă la o scurtare a regiunii citibile. Această scurtare poate fi cauza îmbătrânirii și a scăderii potențialului de replicare și a deteriorării funcționării cromozomilor. Pentru a preveni acest proces, o enzimă specifică, telomeraza, sintetizează o hexanucleotidă TTAGGG repetată în mod repetat la capetele ADN-ului nuclear, formând o întindere extinsă de ADN numită telomer. Enzima telomeraza a fost prezisă în 1971 de A. Olovnikov și descoperită în 1985 de Greider și Blackburn.

În majoritatea celulelor din țesutul uman normal, telomeraza este inactivă și, prin urmare, celulele suferă apoptoză după 50 până la 100 de diviziuni, numărând de la formarea lor din celula progenitoare. În celulele tumorale maligne, gena telomerazei este activă. Prin urmare, în ciuda „bătrâneții” lor în ceea ce privește numărul de cicluri celulare finalizate și acumularea unui număr mare de modificări mutaționale în structura ADN-ului, durata de viață a celulelor maligne este aproape nelimitată. Pentru a depăși scurtarea și îmbătrânirea genomului, conform acestor idei, celula trebuie să activeze gena telomerazei și să exprime mai multă telomerază.

Creșterea populațiilor celulare este limitată de o serie de factori care conduc la existența unei limite în acumularea de biomasă celulară. Pentru celulele animale și vegetale, limitarea creșterii este o necesitate vitală, de exemplu. Creșterea organismelor multicelulare este limitată. Cei mai importanți factori care limitează creșterea populațiilor de celule includ:

1. Epuizarea sistemului de către substratul limitator;

2. Apariția într-o populație a celulelor care și-au pierdut capacitatea de a se diviza.

3. Acumularea de produse care sunt inhibitori puternici de creștere.

Limitarea creșterii unei populații de celule poate avea natura specifică a unui eșec programat. Mecanismele biochimice care opresc proliferarea celulară sunt aparent de altă natură. Acum este clar că, într-un număr de cazuri, oprirea creșterii este asociată cu o pierdere a sensibilității celulare la factorii de mediu de creștere. Ca exemplu, putem cita caracteristicile creșterii populației de limfocite induse de acțiunea factorilor de creștere. De exemplu, dinamica apariției și dispariției receptorului factorului de creștere pe membrana celulară a limfocitelor T este caracterizată prin faptul că expresia rapidă a receptorului este înlocuită de stadiul pierderii acestuia. Este posibil ca „desensibilizarea” receptorului factorului de creștere să fie asociată cu mecanismul de inactivare a acestuia în timpul reacției.

Pentru a obține o cultură, cel mai bine este să folosiți celule proaspete prelevate din țesuturile unui adult, embrion și chiar din tumori maligne. În prezent, s-au obținut culturi de celule din plămân, piele, rinichi, inimă, ficat și glanda tiroidă. Celulele sunt crescute pe medii nutritive solide sau lichide sub formă de cultură monostrat, de exemplu pe sticlă, sau sub formă de suspensie în flacoane sau dispozitive speciale - fermentatoare.

În prezent, metodele de modelare matematică care utilizează tehnologia computerizată sunt din ce în ce mai folosite pentru a studia mecanismele care stau la baza creșterii și dezvoltării populațiilor celulare. Pe de o parte, aceste abordări oferă oportunitatea unui studiu fundamental al dinamicii proceselor, luând în considerare întregul set de efecte care complică creșterea populației, pe de altă parte, permit o căutare rezonabilă a regimurilor tehnologice și un control fin al procesul de crestere celulara.

Durata de viață a unor tulpini de celule în cultură poate ajunge la mai mult de 25 de ani. Cu toate acestea, conform lui Hayflick (1965), durata de viață a celulelor în cultură nu depășește durata de viață a speciei de organism din care au fost prelevate. Dacă celulele sunt păstrate în cultură pentru o perioadă lungă de timp, ele pot degenera în celule canceroase. De exemplu, îmbătrânirea fibroblastelor diploide umane în cultura de țesut corespunde îmbătrânirii întregului organism. Este mai ușor să se mențină o cultură de celule din țesuturi slab diferențiate sau nediferențiate - celule limfocite, fibroblaste și unele celule epiteliale. Celulele foarte diferențiate și foarte specializate ale organelor interne (ficat, miocard etc.) cresc slab pe medii nutritive.

Metoda culturii tisulare este de mare importanță pentru studierea tumorilor maligne și diagnosticul lor, studierea tiparelor de regenerare (proliferare, factori de regenerare etc.), pentru obținerea unui produs pur al activității celulare (enzime, hormoni, medicamente), pentru diagnosticarea ereditară. boli. Cultura celulară este utilizată pe scară largă în inginerie genetică (izolarea și transferul genelor, cartografierea genelor, producerea de anticorpi monoclonali etc.). Mutagenitatea și carcinogenitatea diverșilor compuși chimici și biologici, medicamente etc. sunt studiate folosind culturi celulare.

În prezent, este imposibil să ne imaginăm izolarea și studiul virusurilor fără utilizarea culturilor celulare. Primul raport al propagării virusului poliomielitei în culturi celulare a apărut în 1949 (Enders J.F. et al.). Culturile celulare în virologie sunt utilizate în următoarele scopuri: 1) izolarea și identificarea virusurilor; 2) detectarea infecției virale printr-o creștere semnificativă a cantității de anticorpi din serurile pereche; 3) prepararea de antigene și anticorpi pentru utilizare în teste serologice. Principalele surse de țesut pentru obținerea de culturi monostrat sunt țesuturile animale, de exemplu, rinichii de maimuță, tumorile maligne umane și țesuturile fetale umane.

Metoda de cultivare artificială joacă, de asemenea, un rol important în studiile sistemului macrofage. Rolul acestui sistem în procesul infecțios, în formarea de anticorpi, în metabolismul pigmenților din sânge, în tulburările metabolismului lipidelor, în metabolismul medicamentelor pentru chimioterapie, proprietățile biochimice și biofizice, precum și potența neoplazică a acestor celule este în curs de desfășurare. studiat. Cele mai multe dintre aceste studii sunt rezumate în monografia lui Nelson (Nelson D.S., 1969). Macrofagele au fost izolate pentru prima dată în cultură pură în 1921 de Carrel și Ebeling din sânge de pui. Deoarece multe studii efectuate pe macrofage sunt relevante pentru problemele de fiziologie și patologie umană, este de dorit să se efectueze astfel de studii pe culturi de macrofage umane sau mamifere, deși macrofagele de mamifere nu se reproduc într-un mediu nutritiv artificial. Sângele poate fi o sursă disponibilă de macrofage, dar randamentul de macrofage este scăzut. Cea mai utilizată sursă de macrofage este lichidul peritoneal. Conține multe macrofage și, de obicei, nu conține alte celule. Multe macrofage libere sunt prezente în plămâni (macrofage alveolare). Sunt obținute prin spălarea alveolelor și a căilor respiratorii ale unui iepure.

Analiza unui cariotip uman este imposibilă fără utilizarea culturii celulare. În acest scop, sunt examinate limfocitele din sânge, splina, ganglionii limfatici, celulele măduvei osoase, fibroblastele umane și celulele lichidului amniotic. Pentru a stimula mitoza limfocitelor, în mediul de cultură se adaugă fitohemaglutinină. Creșterea celulară durează 48 – 72 de ore. Cu 4-6 ore înainte de sfârșitul cultivării, se adaugă colchicină în mediu, care oprește divizarea celulelor în metafază, deoarece suprimă formarea fusului. Pentru a obține o bună răspândire a cromozomilor pe plăcile metafazate, celulele sunt tratate cu o soluție hipotonică (0,17%) de clorură de sodiu sau alte soluții.

Pentru a diagnostica multe defecte biochimice și citogenetice ale embrionului, în ultimii ani, cultura celulară embrionară obținută prin amniocenteză transabdominală a fost utilizată pe scară largă. Amniocenteza se face intre 15 si 18 saptamani. sarcina. Populația celulară a lichidului amniotic în această perioadă este formată în principal din celule descuamate de origine ectodermică: celule ale amnionului, epiderma pielii, precum și epiteliul glandelor sudoripare și sebacee, cavitatea bucală și parțial tractul digestiv și tractul genital. și alte părți ale embrionului. În 1956, au apărut rapoarte despre determinarea sexului cromozomial al fătului pe baza studiului cromatinei sexuale în celulele lichidului amniotic. În 1963, Fuchs și Philip au cultivat celule de lichid amniotic. În prezent, se folosesc mai multe metode pentru a obține culturi celulare de lichid amniotic. De obicei, se prelevează 10 ml de probe lichide pentru analiză, se centrifug, sedimentul celular este resuspendat și însămânțat în fiole de plastic sau vase Petri într-un mediu special. Creșterea devine vizibilă după câteva zile. După reînsămânțare, suspensia celulară din zilele 14-21 este utilizată pentru a obține plăci metafazate.

Majoritatea cunoștințelor moderne în biologie moleculară, genetică moleculară și inginerie genetică au fost obținute din studiul culturilor celulare de microorganisme. Acest lucru este determinat de faptul că microorganismele și liniile celulare sunt relativ ușor de cultivat; procesul de generare a unei noi generații durează de la zeci de minute la câteva ore în comparație cu macroorganismele, care necesită ani și decenii pentru a crește. În același timp, scenariile de dezvoltare sunt similare pentru toate populațiile care se dezvoltă în sisteme închise.

Culturi celulare

Tehnologia culturii celulare implică creșterea celulelor în afara organismelor vii.

Culturi de celule vegetale

Culturile de celule vegetale nu sunt doar un pas important în crearea plantelor transgenice, ci sunt și acceptabile din punct de vedere ecologic și justificată din punct de vedere economic o sursă de produse naturale cu proprietăți terapeutice, cum ar fi paclitaxelul, care se găsește în lemnul de tisă și este comercializat ca medicament pentru chimioterapie numit Taxol. Culturile de celule vegetale sunt, de asemenea, folosite pentru a produce substanțe folosite de industria alimentară ca arome și coloranți.

Culturi de celule de insecte

Studiul și utilizarea culturilor de celule de insecte extinde posibilitățile de dezvoltare și utilizare de către oameni a agenților biologici care distrug insectele dăunătoare, dar nu afectează viabilitatea insectelor benefice și nu se acumulează în mediu. În ciuda faptului că avantajele metodelor biologice de combatere a dăunătorilor sunt cunoscute de mult timp, producerea unor astfel de substanțe biologic active și agenți patogeni pentru insecte și microorganisme în cantități industriale este foarte dificilă. Utilizarea culturilor de celule de insecte poate rezolva complet această problemă. În plus, la fel ca celulele vegetale, celulele de insecte pot fi folosite pentru a sintetiza medicamente. Această perspectivă este în prezent studiată activ. În plus, este studiată posibilitatea utilizării celulelor de insecte pentru a produce vaccinuri VLP (particule asemănătoare virusului) pentru tratarea bolilor infecțioase precum SARS și gripa. Această tehnică ar putea reduce foarte mult costurile și ar putea elimina preocupările legate de siguranță asociate cu metoda tradițională de utilizare a ouălor de găină.

Culturi de celule de mamifere

Culturile de celule de mamifere au fost unul dintre principalele instrumente folosite de specialiștii în creșterea animalelor timp de decenii. În condiții de laborator, ouăle obținute de la vaci cu calități remarcabile sunt fertilizate cu spermă de la taurii corespunzători. Embrionii rezultați sunt cultivați in vitro timp de câteva zile, după care sunt implantați în uterul vacilor mame surogat. Aceeași tehnică stă la baza fertilizării in vitro la om.

În prezent, utilizarea culturilor de celule de mamifere depășește cu mult însămânțarea artificială. Celulele de mamifere pot completa, și poate înlocui într-o zi, utilizarea animalelor pentru a testa siguranța și eficacitatea noilor medicamente. În plus, ca și celulele de plante și de insecte, celulele de mamifere pot fi folosite pentru a sintetiza medicamente, în special unele proteine ​​animale care sunt prea complexe pentru a fi sintetizate de microorganismele modificate genetic. De exemplu, anticorpii monoclonali sunt sintetizați în mod specific prin culturi de celule de mamifere.

Oamenii de știință iau în considerare și posibilitatea de a folosi celule de mamifere pentru a produce vaccinuri. În 2005, Departamentul de Sănătate și Servicii Umane din SUA a acordat Sanofi Pasteur un contract de 97 de milioane de dolari. Sarcina specialiștilor companiei este de a dezvolta metode de cultivare a celulelor de mamifere pentru a accelera dezvoltarea vaccinurilor antigripale și, în consecință, pentru a crește pregătirea umanității pentru o pandemie.

Terapii bazate pe cultură celule stem adulte, care se găsesc în unele țesuturi ale corpului (măduvă osoasă, țesut adipos, creier etc.), își vor ocupa, de asemenea, în curând locul cuvenit în practica clinică. Cercetătorii au descoperit că celulele stem pot fi folosite de organism pentru a repara țesutul deteriorat. Celulele stem hematopoietice adulte au fost folosite de mult timp ca transplant de măduvă osoasă. Sunt necesare pentru a restabili procesele de maturare și formare a tuturor tipurilor de celule sanguine. Astfel de celule pot fi obținute în cantități mari din sângele din cordonul ombilical, dar izolarea lor este un proces destul de complex.

Cercetătorii lucrează în prezent la metode de izolare a celulelor stem din placentă și țesutul adipos. O serie de specialiști sunt ocupați să dezvolte metode de reprogramare celulară - readucerea celulelor mature ale corpului, de exemplu, celulele pielii, la o stare nediferențiată și stimularea ulterioară a diferențierii lor în celule de tipul de țesut necesar.

Celulele stem embrionare

Utilizare Celulele stem embrionare este, de asemenea, considerată o potențială terapie pentru multe boli. După cum sugerează și numele, celulele embrionare sunt obținute din embrioni, în special cele care se dezvoltă din ouă care au fost fertilizate in vitro (clinici de fertilizare in vitro) și, cu acordul donatorului, date cercetătorilor pentru uz științific. În mod obișnuit, se folosesc blastociste - embrioni de 4-5 zile care arată ca niște bile la microscop, constând din câteva sute de celule.

Pentru a izola celulele stem embrionare umane, masa celulară interioară a blastocistului este transferată într-un mediu de cultură bogat în nutrienți, unde celulele încep să se dividă activ. În câteva zile, celulele acoperă întreaga suprafață a plăcii de cultură. Cercetătorii colectează apoi celulele care se împart, le împart în bucăți și le așează în plăci noi. Procesul de mutare a celulelor în plăci noi se numește reînsămânțareși poate fi repetat de mai multe ori în mai multe luni. Ciclul de subcultură celulară se numește trecere. Celulele stem embrionare care au existat în cultură timp de șase sau mai multe luni fără diferențiere (adică rămân pluripotente - capabile să se diferențieze în celule ale oricărui țesut al corpului) și care păstrează un set normal de gene sunt numite linie de celule stem embrionare.

Suprafața interioară a plăcii de cultură este adesea acoperită cu celule de piele de la embrioni de șoarece care au fost modificați genetic pentru a nu se putea diviza. Aceste celule formează un strat alimentator - un „substrat nutritiv”, datorită căruia celulele embrionare se atașează la suprafață. Oamenii de știință încearcă să îmbunătățească metoda existentă și să elimine necesitatea utilizării celulelor de șoarece, deoarece prezența lor introduce întotdeauna riscul ca particulele virale și proteinele de șoarece să intre în cultura de celule umane care pot provoca o reacție alergică.

Valoarea maximă a terapiilor cu celule stem și inginerie tisulară poate fi atinsă atunci când celulele stem terapeutice și țesuturile crescute din acestea sunt identice genetic cu celulele primitoare. Prin urmare, dacă pacientul însuși nu este sursa lor, celulele stem trebuie modificate prin înlocuirea materialului lor genetic cu genele primitorului și abia apoi diferențiate în celule de un anumit tip. În prezent, procedura de înlocuire a materialului genetic și reprogramare poate fi realizată cu succes doar cu celule stem embrionare.