Utilizarea culturilor celulare. Tehnologii biotehnologice: culturi celulare

Rudimentele organelor 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 culturii 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. Harrison în 1907, plasând o bucată din rudimentul sistemului nervos al unui embrion de broaște într-un cheag limfatic. Celulele germinale au rămas în viață câteva săptămâni, 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 țesuturile embrionului. Progresele ulterioare în obținerea de culturi de celule și țesuturi au fost asociate cu dezvoltarea unor medii cu o anumită compoziție chimică pentru cultivarea diferitelor tipuri de celule. De obicei conțin săruri, aminoacizi, vitamine, glucoză, factori de creștere, antibiotice, care previn infectarea culturii cu bacterii și ciuperci microscopice. F. Steward (SUA) a inițiat crearea unei metode pentru cultura celulară și tisulară în plante (pe o bucată de floem de morcov) în 1958.

Pentru cultivarea celulelor animale și umane se pot folosi celule de origine diferită: epiteliale (ficat, plămâni, glanda mamară, piele, vezică urinară, rinichi), țesut conjunctiv (fibroblaste), scheletice (oase și cartilaj), musculare (scheletice, mușchii cardiaci și netezi), sistemul nervos (celule gliale și neuroni), celule glandulare care secretă hormoni (suprarenale, hipofizar, celule ale 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), iar suspensia rezultată este plasată într-un mediu nutritiv. . Culturile derivate din țesuturi embrionare se caracterizează printr-o supraviețuire mai bună și o creștere mai activă (datorită nivelului scăzut de diferențiere și prezenței celulelor stem progenitoare 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 derivate din tumori pot prolifera la infinit. Cu toate acestea, chiar și într-o cultură de celule normale, unele celule se imortalizează spontan, adică devin nemuritoare. Ele supraviețuiesc și dau naștere unor linii celulare cu o durată de viață nelimitată. Linia celulară originală poate fi obținută dintr-o populație de celule sau dintr-o singură celulă. În acest din urmă caz, linia se numește clonă sau clonă. Cu cultivarea prelungită sub influența diferiților factori, proprietățile celulelor normale se schimbă, are loc o transformare, ale cărei principale caracteristici sunt încălcări ale morfologiei celulare, o schimbare a numărului de cromozomi (aneuploidie). La un grad ridicat de transformare, introducerea unor astfel de celule într-un animal poate provoca formarea unei tumori. În cultura de organe, se păstrează organizarea structurală a țesuturilor, interacțiunile intercelulare și se menține diferențierea histologică și biochimică. Țesuturile dependente de hormoni își păstrează sensibilitatea și răspunsurile caracteristice, celulele glandulare continuă să secrete hormoni specifici și așa mai departe. 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 sunt totipotente: 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 suportă 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 sexuale) în afara corpului a determinat posibilitatea dezvoltării de noi metode de studiere a geneticii organismelor superioare folosind, alături de metodele geneticii clasice, metode de moleculară. biologie. Genetica moleculară a celulelor somatice de mamifere a primit cea mai mare dezvoltare, ceea ce este asociat cu posibilitatea de experimente directe cu celule umane. Cultura de celule și țesuturi este utilizată în rezolvarea unor astfel de probleme biologice generale precum elucidarea mecanismelor de exprimare a genelor, dezvoltarea embrionară timpurie, diferențierea și proliferarea, interacțiunea nucleului și citoplasmei, celulele cu mediul înconjurător, adaptarea la diferite influențe chimice și fizice, îmbătrânirea, transformare malignă etc., este utilizat pentru diagnosticarea și tratarea bolilor ereditare. Ca obiecte de testare, culturile celulare sunt o alternativă la utilizarea animalelor în testarea noilor agenți farmacologici. Sunt necesare pentru obținerea plantelor transgenice, înmulțirea clonală. Culturile celulare joacă un rol important în biotehnologie în crearea hibrizilor, producerea de vaccinuri și substanțe biologic active.

Vezi și inginerie celulară.

Lit.: Metode de cultivare celulară. L., 1988; Cultura celulelor 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-Evgheniev.

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) semitransplantabile (diploide) și 3) transplantabile.

Origine se clasifică în organisme embrionare, neoplazice și din organisme adulte; prin morfogeneză- pe fibroblaste, epiteliale etc.

Primar culturile celulare sunt celule din orice țesut uman sau animal care au capacitatea de a crește ca 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, ele sunt obținute din țesut după măcinarea mecanică, tratarea cu enzime proteolitice și standardizarea numărului de celule. Culturile primare derivate din rinichi de maimuță, rinichi embrionari umani, amnios uman, embrioni de pui sunt utilizate pe scară largă pentru izolarea și acumularea virusului, precum și pentru producerea de vaccinuri virale.

semitransplantabile(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 vaccinurilor virale.

transplantat liniile celulare sunt caracterizate prin nemurire potențială și 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 ale cărora arată o tendință de reproducere nesfârșită in vitro. Setul de modificări care duc la apariția unor astfel de caracteristici din celule se numește transformare, iar celulele culturilor de țesuturi transplantate se numesc transformate.

O altă sursă de linii celulare transplantate 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 carcinomul laringelui; Detroit-6 - de la metastaza cancerului pulmonar la măduva osoasă; RH - din rinichiul uman.

Pentru cultivarea celulelor sunt necesare medii nutritive care, în funcție de scopul lor, sunt împărțite în cele de creștere și de susținere. Compoziția mediilor de creștere ar trebui să conțină mai mulți nutrienți pentru a asigura reproducerea activă a celulelor pentru a forma un monostrat. Mediile suport ar trebui să asigure numai supraviețuirea celulelor într-un monostrat deja format în timpul reproducerii virusurilor în celulă.

Mediile sintetice standard, cum ar fi mediile sintetice 199 și mediile cu ac, sunt utilizate pe scară largă. Indiferent de scop, toate mediile nutritive pentru culturile celulare sunt concepute pe baza unei soluții echilibrate de sare. Cel mai adesea este soluția lui Hank. O componentă integrantă a majorității mediilor de creștere este serul sanguin al animalelor (vițel, taur, cal), fără prezența a 5-10% din care, reproducerea celulară și formarea unui monostrat nu au loc. Serul nu este inclus în mediile 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 (selector) Ø Comunicare radiotelefonică („Altai”) Ø Comunicare inductivă (comunicare EKV „Diston”, „Nalmes”) Ø... .

- Consum de materiale la 1 km de drum cu pavaj 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.

Lecţia nr. 5 Sistemul de frânare Tema nr. 8 Mecanismele de control Conform amenajării echipamentelor auto Efectuarea unei lecţii în grup Plan - rezumat Lt. Col. Fedotov S.A. "____"... .

- Determinarea Zmin și Xmin din condiția fără subcotare

Fig.5.9. Despre tăierea dinților roților. Să luăm în considerare modul în care coeficientul de forfecare a cremalierei x 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, capul drept al rackului va traversa linia de angajare N-N în t. Și ....

- Verbos que terminan en -it, -et

Los verbos irregulares Go - ir Eat - comer Sleep - sleep Vreau - querer Mă duc Mănânc Dorm Vreau să mănânci Dormi Do He, She Go Eat Sleep Dorm Vreau We Go Eat Sleep Dormi Vreau să mănânci Dormi Do They Go...

K.K. - Acestea sunt celule ale unui organism multicelular care trăiesc și se înmulțesc 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 transplantate.

În primul rând tripsinizat. Termenul "primar" se referă la o cultură celulară obţinută direct din ţesuturi 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 comunicării dintre celule și substratul solid pe care au fost crescute. Schimbarea periodică a 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 care nu sunt sub controlul factorilor neuroumorali care acționează în întregul organism.

Numai celulele individuale sau grupurile de celule din populație pe fondul degenerării majorității stratului celular își pot păstra capacitatea de a crește și de a se reproduce. Aceste celule, după ce au găsit potența de reproducere nesfârșită in vitro, dau naștere la culturi de celule transplantate.

Principalul avantaj al liniilor celulare transplantabile, 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 de metabolism secundar, 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 unei astfel de 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 același tip care sunt capabile să sufere până la 100 de diviziuni in vitro, păstrând în același timp eșecul setului diploid original de cromozomi (Hayflick, 1965). Tulpinile diploide de fibroblaste derivate din embrioni umani sunt utilizate pe scară largă în virusologia diagnostică și producția de vaccinuri, precum și în studii experimentale. Trebuie avut în vedere că unele caracteristici ale genomului viral sunt realizate numai în celulele care păstrează un nivel normal de diferențiere.

130. Bacteriofagi. Morfologie și compoziție chimică

Bacteriofagii (fagii) (din altă greacă φᾰγω - „Devor”) sunt viruși care infectează selectiv celulele bacteriene. Cel mai adesea, bacteriofagii se înmulțesc în interiorul bacteriilor și provoacă liza acestora. De regulă, un bacteriofag constă dintr-o înveliș proteic și materialul genetic al unui acid nucleic monocatenar sau dublu catenar (ADN sau, mai puțin frecvent, 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 unei celule bacteriene, sau un proces de coadă, aranjat cu diferite grade de complexitate, dar unii fagi nu au un proces de 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, iar genomul unor fagi relativ rari este ADN monocatenar. La capetele moleculelor de ADN ale unor fagi există „zone lipicioase” (secvențe de nucleotide complementare monocatenare), la 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. La unii fagi, ADN-ul este liniar, în alții este închis într-un inel. Unii fagi au repetări terminale ale mai multor gene la capetele moleculei de ADN, în timp ce la alți fagi această 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 astfel de tipuri 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 - acizi nucleici, diferiți bacteriofagi prezintă comunități în multe privințe, în primul rând în natura intervenției lor în metabolismul celular după infectarea bacteriilor sensibile.

Bacteriofagi capabili să provoace o infecție productivă a celulelor, de ex. o infecție care are ca rezultat descendență viabilă este definită ca nedefectuoasă. Toți fagii nedefectivi au două stări: starea unui fag extracelular sau liber (uneori numit și fag matur) și starea unui fag vegetativ. Pentru unii așa-numiți fagi temperați, este posibilă și starea unui profag.

Fagii extracelulari sunt particule care au o structură caracteristică acestui tip de fagi, care asigură păstrarea genomului fagului între infecții și introducerea acestuia în următoarea celulă sensibilă. Fagul extracelular este inert biochimic, în timp ce fagul vegetativ, starea activă („viu”) a fagului, apare după infectarea bacteriilor sensibile sau după inducerea unui profag.

Uneori, infecția celulelor sensibile cu un fag nedefect nu are ca rezultat formarea descendenței viabile. Acest lucru poate fi 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 de obicei clasificați în trei tipuri. Tipul este determinat de natura influenței unei infecții fagice productive asupra soartei celulei infectate.

Primul tip sunt 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 avortivă). Astfel de fagi sunt numiți cu adevărat virulenți pentru a le distinge de mutanții de fagi temperați virulenți.

Al doilea tip- fagi temperati. În cursul unei infecții productive a unei celule cu un fag temperat, sunt posibile două moduri fundamental diferite de dezvoltare a acesteia: litic, în general (în rezultatul său) similar cu ciclul litic al fagilor virulenți și lizogenă, când genomul unui fag moderat trece într-o stare specială - un profag. O celulă care poartă un profag este numită lizogenă sau pur și simplu lizogenă (deoarece poate suferi o dezvoltare litică fagică în anumite condiții). Fagii temperați care răspund în stare de profag la aplicarea unui factor inductor prin debutul dezvoltării litice se numesc inductibili, iar fagii care nu reacţionează în acest fel se numesc neinductibili. Mutanții virulenți pot apărea în fagii temperați. Mutațiile de virulență conduc la o astfel de modificare a secvenței nucleotidelor din regiunile operator, care se reflectă în 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 oarecare încetinire a ratei diviziunilor bacteriene.

Bacteriofagii diferă prin structura chimică, tipul de acid nucleic, morfologie și interacțiunea cu bacteriile. Virușii bacterieni sunt de sute și de 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 transcriptază în stare inactivă, înconjurat de o înveliș proteic sau lipoproteic - o capsidă care păstrează 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. De obicei, colțurile sunt formate din pentameri ai proteinei, iar suportul fiecărei părți este alcătuit din hexameri ai aceleiași proteine ​​sau ai unei proteine ​​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). Prin această proprietate, virusurile diferă 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, după compoziția chimică, fagii sunt nucleoproteine. În funcție de tipul acidului lor nucleic, fagii sunt împărțiți în ADN și ARN. Cantitatea de proteine ​​și acid nucleic din diferiți fagi este diferită. La unii fagi, conținutul lor este aproape același, iar 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 de tip ADN.

131. Interferon. Ce este?

interferează despre n(din lat. inter - reciproc, între ele și ferio - lovit, lovit), o proteină protectoare produsă de celulele din corpul mamiferelor și păsărilor, precum și culturile celulare ca răspuns la infecția acestora cu viruși; inhibă 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 bacteriile, rickettsia, toxinele, acizii nucleici, polinucleotidele sintetice provoacă și formarea de I.. I. nu este o substanță individuală, ci un grup de proteine ​​cu greutate moleculară mică (greutate moleculară 25.000–110.000) care sunt stabile într-o zonă largă de pH, rezistente la nucleaze și degradate de enzimele proteolitice. Formarea în celulele lui I. este asociată cu dezvoltarea unui virus în ele, adică este o reacție a celulei la pătrunderea unui acid nucleic străin. Dupa disparitia dintr-o celula a virusului infectant si in celule normale Si. nu se gaseste. 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, And., de regulă, este specific celulelor care o 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 I. în sine acționează asupra virușilor, ci o altă proteină produsă sub influența sa. S-au obţinut rezultate încurajatoare la testarea I. pentru prevenirea şi 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, necesitatea administrării repetate în organism și specificitatea speciei sale.

132. Mod disjunctiv. 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 celulelor lizozomale, este eliberat din învelișurile proteice protectoare. Ca urmare, se formează o structură biologică unică: o celulă infectată conține 2 genomi (proprii și viral) și 1 aparat sintetic (celular);

După aceea începe al doilea grup procesele de reproducere a virusului, inclusiv in medieși perioadele finale, timp în care au loc reprimarea celulară și expresia genomului viral. Reprimarea genomului celular este asigurată de proteine ​​de reglare cu greutate moleculară mică, cum ar fi histonele, care sunt sintetizate în orice celulă. Cu o infecție virală, acest proces este îmbunătățit, 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, se formează mai întâi virușii monocatenar care conțin ADN complementar catenă - așa-numita formă replicativă, care servește ca șablon pentru moleculele de ADN fiice.

3. Implementarea informației genetice a virusului conținută în ADN are loc după cum urmează: cu participarea ARN polimerazei dependente de ADN, se sintetizează ARNm, care intră în ribozomii celulei, unde sunt sintetizate proteinele specifice virusului. În virusurile care conțin 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.

La virusuri ARN proceselor replicare genomul lor, transcrierea și traducerea informațiilor genetice sunt efectuate în alte moduri. Replicarea ARN 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, o proteină genomică pe care o au toți virusurile care conțin ARN. . Forma replicativă a ARN-ului virusurilor cu catenă minus (catenă plus) servește nu numai ca șablon pentru sinteza moleculelor de ARN viral fiice (catenele minus), ci îndeplinește și funcțiile ARNm, adică merge la ribozomi și asigură sinteza proteinelor virale (difuzare).

La plus-filament Virușii care conțin ARN îndeplinesc funcția de traducere a copiilor, a căror sinteză se realizează prin forma replicativă (catena negativă) 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 - revers transcriptază (reverse transcriptaza)și se numește transcriere inversă. Esența sa constă în faptul că la început se formează o transcriere pe matricea ARN virală cu participarea transcripției inverse, 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 acesta, în mod obișnuit, prin formarea i-ARN, 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 aceea vine a treia, ultima perioadă interacțiunea dintre virus și celulă. Noi virioni sunt asamblați din componentele structurale (acizi nucleici și proteine) de pe membranele reticulului citoplasmatic al celulei. O celulă al cărei genom a fost reprimat (suprimat) moare de obicei. virioni nou formați pasiv(din cauza morții celulare) sau activ(prin înmugurire) părăsesc celula și se regăsesc în mediul ei.

În acest fel, 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), în legătură cu care a fost numită metoda de reproducere a virusurilor disjunctiv(dezarticulat). Cu o infecție virală abortivă, procesul de interacțiune a virusului cu celula 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 realizată și reproducerea virusului nu are loc, iar celula își păstrează funcțiile neschimbate.

În timpul unei infecții virale latente, ambii genomi funcționează simultan în celulă, în timp ce în timpul transformărilor induse de virus, genomul viral devine parte a celui celular, funcționează și se moștenește odată cu acesta.

133. Virusul camelpox

Variola (Variola)- o boală infecțioasă contagioasă caracterizată prin febră și o erupție papulo-pustuloasă pe piele și mucoase.
Agenții cauzali ai bolii aparțin diferitelor genuri și tipuri de virusuri din familia variolei (Poxviridae). Speciile independente sunt viruși: yuspa naturală a vacii, vaccinia (genul Orthopoxvirus), variola naturală a oilor, caprele (genul Carpipoxvirus), porcii (genul Suipoxvirus), păsările (genul Avipoxvirus) cu trei specii principale (agenți cauzatori ai variolei la găini, porumbei și canari).
Agenții patogeni ai variolei diferitele specii de animale sunt similare morfologic. Acestea sunt viruși care conțin ADN caracterizați prin dimensiuni relativ mari (170 - 350 nm), epiteliotropie și capacitatea de a forma incluziuni elementare rotunjite în celule (corpii Paschen, Guarnieli, Bollinger), vizibile la microscop cu lumină după colorarea Morozov. a filogenetică Există o relație puternică între agenții cauzatori ai variolei la diferite specii de animale, spectrul de patogenitate nu este același, iar relațiile 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 cowpox și vaccinia au un spectru larg de patogenitate, incluzând bovine, bivoli, lo-boats, măgari, catâri, cămile, iepuri, maimuțe și oameni.

Variola de cămilă VARIOLA CAMELINA o boală contagioasă care apare odată cu formarea unei erupții cutanate nodular-pustuloase caracteristice variolei pe piele și mucoase. Numele de variolă 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 cu probleme de variolă, cămilele adulte se îmbolnăvesc rar din cauza faptului că aproape toate fac variola 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 bovine și vaccinia. Dintre animalele de laborator, cobai sunt sensibili la virusurile cowpox și vaccinia după ce virusul a fost aplicat pe corneea scarificată a ochilor (FA Petunii, 1958).

Principalele surse de virusuri variolei sunt animalele variolei și persoanele cu vaccine și care se recuperează după hipersensibilitate după imunizarea cu virusul vacciniei în detritus de vițel variolic. Animalele și oamenii bolnavi diseminează 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 cauzal al variolei poate fi transportat mecanic de animalele domestice și sălbatice imune la variolă, inclusiv păsările, precum și de persoanele imune la variolă de la copiii vaccinați cu vaccinia.

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

Sub formă de epizootie, variola la cămile apare aproximativ la fiecare 20-25 de ani. În acest moment, animalele tinere sunt deosebit de grav bolnave. În perioada dintre epizootii în zonele staționare din punct de vedere al variolei, în rândul cămilelor, variola apare sub formă de cazuri enzootice și 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, mai lungă și este însoțită de complicații, mai ales la animalele tinere. În fermele mici, aproape toate cămilele sensibile se îmbolnăvesc în decurs de 2-4 săptămâni. Trebuie avut în vedere 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 epiteliotropismul pronunțat al agentului patogen. Odată ajuns în corpul unui animal, 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, severitatea din care depinde de reactivitatea organismului și de virulența virusului, căile de penetrare a acestuia în organism și starea stratului epitelial. Pocks se dezvoltă secvenţial în etape: de la rozeola cu un nodul la o pustulă cu o crustă şi formare de cicatrice.

Simptome. Perioada de incubație, în funcție de vârsta cămilelor, de proprietățile virusului și de modul în care acesta pătrunde în organism, variază de la 3 la 15 zile: la animalele tinere 4-7, la adulți 6-15 zile. Cămilele de la 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 cămile bolnave, temperatura corpului crește la 40-41 ° C, apare letargia și refuzul de a se hrăni, conjunctiva și mucoasele gurii și nasului sunt hiperemice. Cu toate acestea, aceste semne sunt adesea observate, mai ales la începutul debutului bolii la fermă.

Evoluția variolei la cămile, în funcție de vârsta lor, este de asemenea diferită: la animalele tinere, în special la nou-născut, este mai des 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, gri-murdar. Animalele scutură din cap, adulmecă și pufnesc, aruncând epiteliul afectat de virus împreună cu mucusul care conține virusul. Curând, se formează umflături în zona buzelor, nărilor și pleoapelor, uneori răspândindu-se în regiunea intermaxilară, gât și chiar în zona pupei. Ganglionii limfatici submandibulari și cervicali inferiori sunt măriți. Animalele au pofta de mâncare redusă, mint mai des și mai mult decât de obicei și se ridică cu mare dificultate. Până în acest moment, pe pielea buzelor, nasului și pleoapelor, pe membrana mucoasă a gurii și a nasului apar pete gri-roșiatice; sub ei se formează noduli denși, care, crescând, se transformă în papule gri, iar apoi în pustule de mărimea unui bob de mazăre și a unei fasole cu un centru scufundat și o îngroșare ca o rolă de-a lungul marginilor.

Pustulele se înmoaie, izbucnesc și se eliberează din ele un lichid lipicios de culoare gri deschis. Umflarea capului în acest moment dispare. 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 pustule asemănătoare craterului. Cicatricile rămân în locul urmelor. Toate aceste leziuni pe piele se formează în decurs de 8-15 zile.

Bucuri în cămile bolnave apar adesea mai întâi pe cap. La vârsta de unu până la patru ani, cămilele se îmbolnăvesc, de regulă, cu ușurință. Leziunile sunt localizate la nivelul scalpului, în principal la nivelul buzelor și 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 alte zone cu părul scăzut ale corpului (în zonele sânului, axilelor, perineului și scrotului, în jurul anusului, în interior). ale antebrațului și coapsei), iar la cămile și pe mucoasa mucoasei vaginului. În acest moment, temperatura corpului cămilelor crește de obicei din nou, uneori până la 41,5 °, iar cămilele din ultima lună de sarcină aduc cămile premature și subdezvoltate, care, de regulă, mor în curând.

La unele animale, corneea ochilor (ghimpe) devine tulbure, ceea ce provoacă 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, în 3-9 zile de la boală, ei mor.

Cu 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, pustulele care se deschid pe mucoasa bucală se îmbină adesea și sângerează, mai ales atunci când sunt rănite de furaj. Acest lucru face dificilă hrănirea, animalele pierd în greutate, procesul de vindecare este întârziat cu până la 30-40 de zile, iar boala devine cronică.

Odată cu generalizarea procesului variolei, se dezvoltă uneori pielemia și complicațiile (pneumonie, gastroenterită, necrobacterioză etc.. În astfel de cazuri, boala durează până la 45 de zile sau mai mult). Există cazuri de tulburări ale funcțiilor stomacului și intestinelor, însoțite de atonie și constipație. La unele animale bolnave se observă umflarea extremităților.

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

Prognosticul bolii la cămilele adulte este favorabil, la cămile cu curs acut, mai ales la vârsta de 15-20 de zile și la cămilele născute din neimune la variolă, nefavorabile. Cămilele sunt grav bolnave și până la 30-90% dintre ele mor. Cămilele la vârsta de 1-3 ani se îmbolnăvesc de variola mai ușor, iar la o vârstă mai înaintată, deși sunt grav bolnave, cu semne de proces generalizat pronunțat, rata mortalității este scăzută (4-7%).

Modificările patologice se caracterizează prin leziuni ale pielii, mucoasei și corneei ochilor descrise mai sus. Hemoragiile punctuale sunt observate pe epicard și mucoasa intestinală. În cavitatea toracică de pe pleura costală, sunt uneori vizibile mici hemoragii și noduli de mărime de la boabe de mei până la linte de culoare gri și gri-roșu cu conținut închegat. Membrana mucoasă a esofagului este acoperită cu noduli de mărimea meiului, înconjurați de ridicări asemănătoare crestelor. Membrana mucoasă a cicatricei (uneori vezica urinară) are hemoragii și noduli similare cu margini zimțate, precum și ulcere mici cu un centru roz înfundat. În papule, pot fi detectați corpuri elementare, cum ar fi corpurile Paschen, care au valoare diagnostică atunci când microscopia unui preparat de frotiu sub imersie printr-un microscop cu lumină convențional.

Diagnosticul se bazează pe analiza datelor clinice și epizootice (ținând 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, ca precum și biotestele pe cei sensibili 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 in 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 la aceasta; 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 unei culturi microbiene pe medii nutritive și microscopie (dacă este necesar, utilizați un biotest pe cobai urmat de bacteriologic și teste serologice de sânge și ser).

La diagnosticarea variolei la cămile, este, de asemenea, necesar să se excludă o boală necontagioasă, dar uneori răspândită, care apare cu leziuni ale pielii la buze și nas - yantak-bash (Turkm.), Jantak-bas (kazah), care apare din rănindu-i când mănâncă arbuști numiți 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, nu există de obicei noduli sau leziuni papulare, spre deosebire de variola, pe mucoasa bucală. Acoperirea cenușie care apare cu yantak-bash este relativ ușor de îndepărtat. Cu toate acestea, ar trebui să se țină seama de faptul că yantak-bash contribuie la boala variolei la cămile și deseori procedează 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. Cu privire la prevenirea variolei bovine la om, datele obținute după infecția (în condiții izolate) a 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% cu glicerină (1:2 sau 1:3). După deschiderea variolei, se tratează cu o emulsie 5% de sintomicină pe 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 unguent salicilic sau boric 2% si unguent propolis 20-30% pe vaselina. Pe vreme caldă, sunt indicate unguent de creolină 3%, gudron și praf de hexacloran. Zonele afectate se ung cu tampoane înmuiate în emulsii și unguente de 2-3 ori pe zi.

Membrana mucoasă afectată a cavității bucale 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. În cazul conjunctivitei, ochii sunt spălați cu o soluție de sulfat de zinc 0,1%.

Pentru a preveni dezvoltarea unei infecții microbiene secundare și a posibilelor complicații, se recomandă injectarea intramusculară a penicilinei și streptomicinei. Cu slăbiciune generală și complicații, sunt indicate remediile cardiace.

Din mijloace specifice de tratament în cazurile severe ale bolii, puteți utiliza serul sau sângele cămilelor care au avut variolă (subcutanat la o rată de 1-2 ml la 1 kg de greutate animală). Locurile de injectare sunt tăiate cu grijă în prealabil și șterse cu tinctură de iod.

Cămilele bolnave și convalescente li se administrează adesea apă curată, un piure de 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 pături.

Imunitatea la cămilele de variolă bolnave natural durează până la 20-25 de ani, adică aproape toată viața. Natura imunității este umorală cutanată, evidențiată prin prezența anticorpilor neutralizanți în serul sanguin al animalelor recuperate și imunitatea cămilelor la reinfectarea cu virusul variolic omolog. Cămilele născute din cămile care au avut variolă nu sunt sensibile la tipul de variolă pe care l-a avut cămila, mai ales în primii trei ani, adică până la pubertate. Vițeii de cămilă, care se află sub uter în perioada epizootiei, 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 la timp 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) nu și-au încheiat complet reacția pronunțată clinic la variola de vaccinare. Toate cămilele, vacile și caii care intră în fermă trebuie ținute într-o celulă de izolare timp de 30 de zile.

Când variola apare în rândul cămilelor, vacilor și cailor, printr-o hotărâre specială a comitetului executiv raional, zona, localitatea sau raionul, pășunea în care se constată această boală este declarată nefavorabilă pentru variolă și carantină, se iau măsuri restrictive și sanitare.

Apariția variolei este imediat raportată organizațiilor veterinare superioare, fermelor și raioanelor învecinate pentru a lua măsurile adecvate pentru a preveni răspândirea în continuare a bolii.

Pentru a preveni infectarea cămilelor cu variola bovină, se recomandă utilizarea unui preparat medical - detritus de variolă, care se folosește pentru imunizarea tuturor cămilelor sănătoase clinic, indiferent de vârstă, sex și starea lor fiziologică (cămile de sarcină și care alăptează) aflate în situații defavorizate și ferme amenințate de variola bovină. Pentru a face acest lucru, lâna este tăiată în treimea inferioară a gâtului cămilei, tratată cu alcool-eter sau cu o soluție de acid carbolic 0,5%, uscată cu vată sau uscată, pielea este scarificată și aplicată cu un ac gros, capătul unui bisturiu sau un scarificator 2-3 zgârieturi paralele superficiale 2 în lungime -4 cm.Se aplică 3-4 picături de vaccin dizolvat pe suprafața pielii proaspăt scarificate și se freacă ușor cu o spatulă. 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. Uneltele 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 prezenți, vaccinarea se repetă, dar pe partea opusă a gâtului și cu un vaccin de altă serie. Persoanele imune împotriva variolei și familiarizate cu regulile de igienă personală au voie să îngrijească cămilele imunizate și bolnave. Animalele tinere, în special din grupul slab, pot reacționa uneori puternic la vaccinare și se pot îmbolnăvi cu semne pronunțate de variolă.

Cămilele bolnave și foarte sensibile sunt izolate și tratate (vezi mai sus). Se recomandă dezinfectarea clădirilor de animale și a locurilor contaminate cu virusul variolei cu soluții fierbinți 2-4% de sodă caustică și potasiu caustic, o soluție 3% dintr-un amestec sulf-carbolic sau soluții 2-3% de acid sulfuric 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. Cadavrele cămilelor care au căzut cu semne clinice de variolă trebuie arse. Laptele de la cămile bolnave și suspectate de variolă, dacă nu conține impurități 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 de probleme pentru fermele de variolă sunt prelucrate conform instrucțiunilor de dezinfecție a materiilor prime de origine animală.

Se recomandă eliminarea restricțiilor din gospodăriile și așezările care sunt nefavorabile pentru variolă nu mai devreme de 20 de zile de la recuperarea tuturor animalelor și persoanelor cu variolă și după o dezinfecție finală minuțioasă.

134. Compoziţia chimică şi proprietăţile biochimice ale virusurilor

1.1 Structura și compoziția chimică a virionilor.

Cei mai mari virusuri (virusuri variolei) sunt apropiate ca dimensiune de bacteriile mici, cei mai mici (agenți cauzatori ai encefalitei, poliomielitei, febrei aftoase) de molecule de proteine ​​mari direcționate către moleculele de hemoglobină din sânge. Cu alte cuvinte, printre viruși se numără giganți și pitici. Pentru a măsura virușii, se folosește o valoare condiționată numită nanometru (nm). Un nm este o milioneme de milimetru. Dimensiunile diferitelor virusuri variază de la 20 la câteva sute de 1 nm.

Virușii simpli sunt formați din proteine ​​și acizi nucleici. Cea mai importantă parte a unei particule 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 s-a găsit un singur tip de ADN sau ARN în diferite viruși, care stă la baza clasificării lor. A doua componentă obligatorie a virionului, proteinele diferă în diferite viruși, ceea ce le permite să fie recunoscute prin reacții imunologice.

Mai complexi ca structura, virusurile, pe langa proteine ​​si acizi nucleici, contin carbohidrati si lipide. Fiecare grup de viruși are propriul său set de proteine, grăsimi, carbohidrați și acizi nucleici. Unii virusuri contin enzime. Fiecare componentă a virionilor are anumite funcții: învelișul proteic îi protejează de efectele adverse, acidul nucleic este responsabil de proprietățile ereditare și infecțioase și joacă un rol principal în variabilitatea virusurilor, iar enzimele sunt implicate în 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 este formată din molecule de proteine ​​asemănătoare (capsomere) aranjate într-un anumit fel, care formează forme geometrice simetrice în loc cu acidul nucleic al virusului (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 se fac virușii poliomielitei, febrei aftoase etc.

Cu simetria elicoidală (în formă de tijă) a nucleocapsidei, firul virusului este răsucit sub formă de spirală, fiecare dintre bobinele sale este acoperită cu capsomere care sunt 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 de simetrie cubică. Capsida are aproape întotdeauna forma unui hexaedru regulat icosaedric cu douăzeci de laturi cu douăsprezece vârfuri și cu fețe de triunghiuri echilaterale.

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

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!!!

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. To-ra diploid al celulelor umane și de maimuță este trecut de un număr limitat de ori, de aceea este uneori numit semitransplantabile la-roi de celule. Etapele de recepție a celulelor: zdrobirea unei surse; tratament cu tripsină; eliberare de detritus; standardizarea numărului de celule suspendate într-un mediu nutritiv cu antibiotice; turnarea în eprubete sau flacoane, în care celulele se așează pe pereți sau pe fund și încep să se înmulțească; control asupra formării unui monostrat. Celulele To-ry sunt folosite pentru a izola virusul din studiu. material, pentru acumularea suspensiei virale, studiul Sf. in. Recent, a fost folosit în bacteriologie.

136. Parastezii. Ce este?

PARESTEZIE(din greacă para-aproape, în ciuda și aisthesis-sentiment), uneori numite și disestezii, senzații de amorțeală, furnicături, piele de găină (mirmeciasis, myrmecismus, formicatio), arsură, mâncărime, răceală dureroasă (adică, neprovocată de iritații externe). ) n. psihroestezie), mişcări etc., senzaţii la membrele aparent conservate la 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 afectare a sistemului nervos, cu nevrite traumatice (cf. tipic. P. cu o contuzie a n. ulnaris în zona sulcus olecrani), cu nevrite toxice și infecțioase, cu radiculite, cu pahimeningită spinală (compresie de rădăcinile), cu acută și hron. mielita, mai ales cu compresia maduvei spinarii (tumori ale maduvei spinarii) si 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 oferă indicații valoroase despre localizarea patologiei. proces. Elementele sunt posibile și ca manifestări ale leziunilor cerebrale. Deci, la epilepsia corticală, crizele încep adesea cu P., localizată în membrul din care încep apoi convulsiile. Adesea se observă și în arterioscleroza cerebrală sau în 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, pentru care este deosebit de caracteristic că nu au un caracter elementar, precum organic, ci un caracter complex - „târâșul viermilor sub scalp”, „ridicarea unei mingi din abdomen. 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(lat. - Rhinotraheitis infectiosa bovum; engleză - Rinotraheite infecțioase bovine; IRT, erupție cu vezicule, vulvovaginită infecțioasă, rinită infecțioasă, „nas roșu”, catar infecțios al căilor respiratorii superioare) este o boală contagioasă acută a bovinelor, caracterizată în principal la bovine. leziuni necrotice ale tractului respirator, febră, depresie generală și conjunctivită, precum și vulvovaginită pustuloasă și avort.

Agentul cauzal al IRT - Herpesvirus bovis 1, aparține familiei de herpesvirusuri, care conțin ADN, diametrul virionului este de 120 ... 140 nm. Au fost izolate și caracterizate 9 proteine ​​structurale ale acestui virus.

Virusul RTI este ușor de cultivat într-un număr de culturi celulare, provocând CPP. Reproducerea virusului este însoțită de suprimarea diviziunii celulare mitotice și 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, 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 este inactivat după 20 de minute, la 37 ° C - după 4 ... 10 zile, la 22 ° C - după 50 de zile.La 4” Odată cu activitatea virusului scade uşor. Înghețarea și decongelarea îi reduc virulența și activitatea imunogenă.

Soluțiile de formol 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, rămâne mult timp (până la 9 luni) la pH 6,0 ... 9,0 și o temperatură de 4 °C. Există informații despre supraviețuirea virusului în materialul seminal de taur depozitat la temperatura gheții uscate timp de 4 ... 12 luni și în azot lichid - timp de 1 an. Posibilitatea inactivării virusului în materialul seminal de taur a fost demonstrată atunci când acesta a fost tratat cu o soluție de tripsină 0,3%.

Sursele agentului cauzal al infecției sunt animalele bolnave și purtătorii latenți de virus. După infectarea cu o tulpină virulentă, toate animalele devin purtători latenți ai virusului. Taurii de reproducție 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 mediu cu secreții nazale, scurgeri din ochi și organe genitale, cu lapte, urină, fecale și material seminal. Se crede că gnu este rezervorul virusului RTI în țările africane. În plus, virusul se poate replica în căpușe, care joacă un rol important în cauzarea bolii la bovine.

Factorii de transmitere a virusului sunt aerul, furajele, materialul seminal, vehiculele, articolele de îngrijire, păsările, insectele, precum și oamenii (lucrătorii agricoli). Modalitati de transmitere - de contact, aeriana, transmisibila, alimentara.

Animalele susceptibile sunt bovine, 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. Animalele se îmbolnăvesc de obicei la 10...15 zile după intrarea într-o fermă disfuncțională.

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

În focarele primare, boala afectează aproape întregul efectiv, în timp ce mortalitatea ajunge la 18%. IRT apare adesea în fermele de tip industrial atunci când completează grupuri de animale aduse din diferite ferme.

Când pătrunde în mucoasele tractului respirator sau genital, virusul invadează 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 degenerative în celulele afectate, ceea ce provoacă un răspuns inflamator al organismului. Apoi virusul este adsorbit pe leucocite și se răspândește prin ganglionii limfatici, iar de acolo intră în sânge. Viremia este însoțită de depresie generală a animalului, febră. La viței, virusul poate fi transportat de sânge în organele parenchimatoase, unde se înmulțește, provocând modificări degenerative. Când virusul trece prin barierele hematoencefalice și placentare, apar modificări patologice în creier, placentă, uter și făt. Procesul patologic depinde în mare măsură și de complicațiile cauzate de microfloră.

Perioada de incubație este în medie de 2-4 zile, foarte rar mai mult. Practic, boala este acută. Există cinci forme de IRT: infecții ale tractului respirator superior, vaginită, encefalită, conjunctivită și artrită.

Odată cu înfrângerea organelor respiratorii, este posibilă pneumonia cronică sero-purulentă, în care aproximativ 20% dintre viței mor. În forma genitală, organele genitale externe sunt afectate, endometrita se dezvoltă uneori la vaci, iar orhita la tauri, care poate provoca infertilitate. La taurii folosiți pentru inseminare artificială, IRT se manifestă prin dermatită recurentă în perineu, fese, în jurul anusului, uneori pe coadă, scrot. Materialul seminal infectat cu virus poate provoca endometrită și infertilitate la vaci.

Avorturile și moartea fătului în uter se notează la 3 săptămâni după infecție, ceea ce coincide cu o creștere a titrului de anticorpi din sângele vacilor gestante convalescente, a căror prezență nu previne avorturile și moartea fătului în uter.

S-a observat o tendință a IRT la un curs latent forma genitala.În epiteliul membranei mucoase a vaginului, vestibulul și vulva acestuia, se formează numeroase pustule de diferite dimensiuni (vulvovaginită pustuloasă). În locul lor apar eroziuni și răni. După vindecarea leziunilor ulcerative, nodulii hiperemici rămân pe membrana mucoasă mult timp. La taurii bolnavi, procesul este localizat pe preput și penis. Formarea pustulelor și veziculelor este caracteristică. La o mică proporție de vaci gestante sunt posibile avorturi, resorbția fătului sau fătarea prematură. Animalele avortate, de regulă, au avut anterior rinotraheită sau conjunctivită. Dintre vacile avortate, nu sunt excluse rezultatele letale datorate metritei și descompunerii fetale. Cu toate acestea, cazurile de avorturi nu sunt neobișnuite în absența proceselor inflamatorii pe membrana mucoasă a uterului vacii. Cu IRT, sunt cazuri de mastită acută. Ugerul este puternic inflamat și mărit, dureros la palpare. Producția de lapte este redusă drastic.

La meningoencefalita alături de oprimare se constată o tulburare a funcțiilor motorii și un dezechilibru. Boala este însoțită de tremor muscular, scrâșnire din dinți, convulsii, salivație. Această formă a bolii afectează în principal vițeii de 2-6 luni.

Forma respiratorie infecția se caracterizează printr-o creștere bruscă a temperaturii corpului până la 41 ... 42 "C, hiperemie a mucoasei nazale, nazofaringe și trahee, depresie, tuse uscată dureroasă, scurgere abundentă sero-mucoasă din nas (rinită) și salivație spumoasă Pe măsură ce boala se dezvoltă, mucusul devine gros, în tractul respirator se formează dopuri mucoase și focare de necroză.În cazurile severe ale bolii se observă semne de asfixie.Hiperemia se extinde până la oglinda nazală ("nasul roșu"). Rolul etiologic al virusului IRT în keratoconjunctivita în masă a bovinelor tinere a fost dovedit. La bovinele tinere, boala se manifestă uneori ca encefalită.Începe cu emoție bruscă, revoltă și agresivitate, coordonare afectată a mișcărilor. Temperatura corpului este normală. La vițeii tineri, unele tulpini de virus RTI provoacă boli gastrointestinale acute.

În general, la animalele bolnave, forma respiratorie este clar exprimată clinic, forma genitală trece adesea neobservată.

O autopsie a animalelor ucise sau moarte în formă respiratorie acută evidențiază de obicei semne de conjunctivită seroasă, rinită cataral-purulentă, laringită și traheită, precum și leziuni ale membranelor mucoase ale cavităților anexe. Membrana mucoasă a cornetelor este edematoasă și hiperemică, acoperită cu suprapuneri mucopurulente. Pe alocuri se dezvăluie leziuni erozive de diferite forme și dimensiuni. Exudatul purulent se acumulează în cavitățile nazale și anexe. Pe mucoasele laringelui și traheei, hemoragii petehiale și eroziuni. În cazurile severe, mucoasa traheei suferă necroză focală; la animalele moarte, este posibilă bronhopneumonia. În plămâni există zone focale de atelectazie. Lumenul alveolelor și bronhiilor din zonele afectate este umplut cu exudat seros-purulent. Umflarea severă a țesutului interstițial. Când ochii sunt afectați, conjunctiva pleoapei este hiperemică, cu edem, care se extinde și până la conjunctiva globului ocular. Conjunctiva este acoperită cu plăci sebacee. Adesea, pe ea se formează tuberculi papilari de aproximativ 2 mm, mici eroziuni și răni.

În forma genitală, pustulele, eroziunile și rănile sunt vizibile pe membrana mucoasă foarte inflamată a vaginului și a vulvei în diferite stadii de dezvoltare. Pe lângă vulvovaginită, pot fi detectate cervicita sero-catarală sau purulentă, endometrita și mult mai rar proctită. La tauri, în cazurile severe, fimoza și parafimoza se alătură balanopostitei pustuloase.

Fetușii proaspeți avortați sunt de obicei edematoși, cu fenomene autolitice minore. Mici hemoragii pe membranele mucoase și seroase. După o perioadă mai lungă după moartea fătului, modificările sunt mai severe; în țesutul conjunctiv intermuscular și în cavitățile corpului se acumulează un lichid roșu închis, în organele parenchimatoase - focare de necroză.

Când ugerul este afectat, se detectează mastita difuză seros-purulentă. Suprafața tăiată este edematoasă, distinct granulată datorită creșterii lobulilor afectați. Când este apăsat, din el curge un secret tulbure, asemănător puroiului. Membrana mucoasă a cisternei este hiperemică, umflată, cu hemoragii. Cu encefalită în creier, sunt detectate hiperemie a vaselor de sânge, umflarea țesuturilor și hemoragii mici.

IRT este diagnosticat pe baza datelor clinice și epizootologice, modificări patologice în organe și țesuturi cu confirmare obligatorie prin metode de laborator. Infecția latentă se stabilește numai prin teste de laborator.

Diagnosticul de laborator include: 1) izolarea virusului din materialul patologic din cultura celulară și identificarea acestuia în RN sau RIF; 2) detectarea antigenelor virusului RTI în material patologic folosind RIF; 3) detectarea antigenelor în serul sanguin al animalelor bolnave și recuperate (diagnostic retrospectiv) în RN sau RIGA.

Pentru examinarea virusologică, se prelevează mucus de la animalele bolnave din cavitatea nazală, ochi, vagin, prepuț; din 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. Ser de sânge se ia și pentru diagnostic serologic retrospectiv. Pentru diagnostic de laborator IRT utilizați un set de diagnostice IRT bovine și un set de diagnostice de eritrocite pentru serodiagnosticul infecției în RIGA.

Diagnosticul IRT se realizează în paralel cu studiul materialului pentru parainfluenza-3, infecția cu adenovirus, infecția respiratorie sincițială și diareea virală.

Diagnosticul preliminar pentru IRT la bovine se face pe baza rezultatelor pozitive ale detectării antigenului în material patologic folosind RECIF luând în considerare datele epizootologice 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 malignă, parainfluenza-3, infecțiile cu adenovirus și chlamydia, diareea virală, infecția respiratorie sincițială, pasteureloza.

Boala este însoțită de 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 pentru alte animale. Prin urmare, toate animalele cu anticorpi la RTI ar trebui considerate purtători ai virusului latent.

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

Având în vedere procesul complex și destul de lung de embriogeneză la păsări, este necesar să se formeze organe temporare speciale extraembrionare - provizorii. Primul dintre acestea formează sacul vitelin, iar ulterior restul organelor provizorii: membrana amniotică (amnios), membrana seroasă, alantoida. În evoluția anterioară, sacul vitelin a fost găsit doar la sturioni, care au o celulă puternic telolecitală, iar procesul de embriogeneză este complex și de durată. În timpul formării sacului vitelin se observă încrustarea gălbenușului cu părți ale frunzelor, pe care le numim frunze extraembrionare sau material extraembrionar. Dar endodermul extraembrionar începe să crească pe marginea gălbenușului. Mezodermul extraembrionar este stratificat în 2 foi: visceral și parietal, în timp ce foaia viscerală este adiacentă endodermului extraembrionar, iar parietal - ectodermului extraembrionar.

Ectodermul extraembrionar împinge proteina deoparte și, de asemenea, crește excesiv gălbenușul. Treptat, masele de galbenus sunt complet inconjurate de un perete format din endodermul extraembrionar si foaia viscerala a 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 transportate prin vasele de sânge către embrion. Deci, sacul vitelin asigură funcția trofică. Din mezodermul visceral se formează primele vase de sânge și primele celule sanguine și, prin urmare, sacul vitelin îndeplinește și o funcție hematopoietică. La păsări și mamifere, printre celulele sacului vitelin, se găsesc devreme celule ale mugurului genital, gonoblastul.

140. Reactivare. Ce este?

Prin schimbarea genotipului, mutațiile sunt împărțite în punct (localizate în gene individuale) și genă (care afectează părți mai mari ale genomului).
Infecția cu virus a celulelor sensibile este de natură multiplă, adică. mai mulți virioni intră în celulă deodată. În acest caz, genomii virali în procesul de replicare pot coopera sau interfera. Interacțiunile de cooperare dintre viruși sunt reprezentate de recombinare genetică, reactivare genetică, completare și amestecare fenotipică.
Recombinarea genetică este mai frecventă în virusurile care conțin ADN sau virusurile care conțin 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. Când materialul genetic este redistribuit, se formează un genom cu drepturi depline.
Complementarea are loc atunci când unul dintre virusurile care infectează o celulă sintetizează o proteină nefuncțională ca urmare a unei mutații. Virusul de tip sălbatic, sintetizând o proteină completă, compensează absența acesteia în virusul mutant.

Este posibil să se mențină viața țesuturilor și organelor din afara corpului prin creșterea lor în cultură. Pentru prima dată, încercările de a menține activitatea vitală a celulelor umane și animale în condiții de laborator au fost făcute în 1907 de către 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 genotipic același tip de celule 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 trecerea culturii celulare. În ea, celulele se adaptează la noul mediu de cultură, metabolismul celular este reconstruit.

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 celulară Hep-2, 48 de ore de cultivare, mitozele sunt vizibile.

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

4. faza de crestere lenta. În această fază, creșterea culturii celulare scade din cauza scăderii numărului de mitoze.

5. Faza stationara . Se observă după faza de întârziere a creșterii, în timp ce numărul de celule practic nu se modifică. În această fază, fie diviziunea celulară mitotică încetează, fie numărul de celule în diviziune este egal cu numărul de celule aflate la moarte.

6. Faza culturii pe moarte, 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 substraturilor și a altor componente necesare creșterii celulelor este constantă, procesul de creștere a numărului de celule este autocatalitic. 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 celulelor în cultură, trebuie respectate o serie de condiții obligatorii:

Este necesar un mediu nutritiv echilibrat;

Cea mai strictă sterilitate;

Temperatura optima;

Trecerea în timp util, adică transferul într-un mediu nutritiv nou.

Pentru prima dată, J. Monod 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 celulare se caracterizează printr-o modificare a ratei de creștere sub influența inhibitorilor și activatorilor. Există inhibitori care acționează asupra ADN (acid nalidixonic), inhibitori care acționează asupra ARN (actinomicină D), inhibitori ai sintezei proteinelor (levomicetina, eritromicină, tetraciclină), inhibitori ai sintezei peretelui celular (penicilină), substanțe active membranare (toluen, cloroform) , inhibitori ai proceselor energetice (2,4 - dinitrofenol), inhibitori ai enzimei 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 restricție a creșterii populației a fost făcută de P. Ferhgulst 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. Evident, 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 bolilor oncologice, piperizarea, îmbătrânirea și moartea celulară este cauza îmbătrânirii și a morții organismului în ansamblu.

Diferitele populații și diferite celule se comportă destul de diferit. Celulele bacteriene și celulele organismelor unicelulare par în exterior „nemuritoare”. Atunci când sunt expuse la un mediu confortabil convenabil 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 destul de diferit. Celulele diferențiate alcătuiesc organe și țesuturi, iar creșterea și reproducerea lor sunt fundamental limitate. Dacă mecanismul de control al creșterii se defectează, sunt create celule individuale care cresc la infinit. Aceste celule alcătuiesc populația de celule canceroase, creșterea lor duce la moartea organismului în ansamblu.

Cercetările privind problema îmbătrânirii celulelor „normale” din organismele 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. În aceeași perioadă, oamenii de știință au învățat cum să transfere celulele animale și umane. în cultură. La începutul secolului, celebrul chirurg, unul dintre fondatorii tehnicii culturii celulare in vitro, laureatul Premiului Nobel Alexis Carrel a pus la cale un experiment care a durat 34 de ani. În această perioadă, a cultivat celule fibroblaste obținute din inima unui pui. Experimentul a fost oprit deoarece autorul era sigur 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 renăscute (transformate) care și-au pierdut controlul asupra 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 de replicare limitat.

Pentru a defini totalitatea proceselor de îmbătrânire „programată” și moarte celulară, termenul „apoptoză”. Apoptoza trebuie distinsă de necroză - moartea celulelor datorată unor evenimente aleatorii sau sub influența toxinelor externe. Necroza duce la eliberarea conținutului celular în mediu și provoacă în mod normal o reacție inflamatorie. Apoptoza este o fragmentare a conținutului celulei din interior, efectuată de enzime intracelulare speciale, a cărei inducție și activare are loc atunci când celula primește un semnal extern sau când celula este injectată forțat cu enzime - activatori ai apoptoticului ". mașină”, 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 fiind 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 a celulelor.

Conceptul de moarte celulară „programată” a existat de foarte mult timp, dar abia în 1972, după lucrările lui Kerr, Willy și Currier, în care s-a demonstrat că multe procese de celule „programate” și „neprogramate” moartea sunt destul de apropiate, interesul pentru apoptoză a crescut foarte mult. După ce a fost demonstrat rolul proceselor de degradare a ADN-ului în apoptoză și, în multe cazuri, sinteza de novo necesară a ARN-ului și a proteinelor specifice, 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, prin apariția fosfatidilserinei pe membrană.

În 1982 S.R. Umansky a sugerat că una dintre funcțiile programului de moarte a celulelor eucariote este eliminarea celulelor care apar constant cu proprietăți oncogene. Această ipoteză este confirmată de descoperirea proteinei p53, un inductor de apoptoză și supresor tumoral. Proteina p53 este un regulator transcripțional 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 este îmbunătățită 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, păstrând celulele care au suferit transformarea tumorii, în timp ce acestea sunt rezistente la radiații și chimioterapie. Forma mutantă a proteinei p53 nu are capacitatea de a opri ciclul celular.

Cel mai comun concept de îmbătrânire „programată” se bazează în prezent 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 multiplă a ADN-ului în timpul reproducerii celulei în acest caz ar trebui să conducă la o scurtare a regiunii de citire. Această scurtare poate fi cauza îmbătrânirii și o scădere a potențialului de replicare, o deteriorare a funcționării cromozomilor. Pentru a preveni acest proces, enzima specifică telomeraza sintetizează hexanucleotida TTAGGG repetată în mod repetat la capetele ADN-ului nuclear, care formează 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 țesuturilor umane normale, telomeraza este inactivă și, prin urmare, celulele suferă apoptoză după 50-100 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 trecute 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 concepte, o celulă 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, restricția creșterii este o necesitate vitală; creșterea organismelor pluricelulare este limitată. Cei mai importanți factori care limitează creșterea populațiilor de celule includ:

1. Epuizarea sistemului de către substratul limitator;

2. Apariția în 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 par a fi 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 creștere a mediului. Ca exemplu, se pot 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, ale unui embrion și chiar din tumori maligne. În prezent, s-au obținut culturi celulare ale plămânilor, pielii, rinichilor, inimii, ficatului și glandei tiroide. 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, pentru a studia mecanismele care stau la baza creșterii și dezvoltării populațiilor de celule, sunt din ce în ce mai utilizate metode de modelare matematică folosind tehnologia computerizată. Pe de o parte, aceste abordări fac posibilă studierea fundamentală a dinamicii proceselor, ținând cont de totalitatea efectelor care complică creșterea populației, pe de altă parte, permit o căutare rezonabilă a regimurilor tehnologice și un control fin al procesului de creștere celulară. .

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 tipului de organism din care sunt prelevate. Cu o durată lungă de conținut de celule în cultură, acestea pot degenera în celule canceroase. De exemplu, îmbătrânirea fibroblastelor umane diploide în cultura de țesut corespunde îmbătrânirii întregului organism. Este mai ușor să se mențină cultura celulară a țesuturilor slab diferențiate sau nediferențiate - celule de limfocite, fibroblaste, 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 studiul tumorilor maligne și diagnosticul acestora, studiul tiparelor de regenerare (proliferare, factori de regenerare etc.), pentru obținerea unui produs pur al activității celulare (enzime, hormoni, medicamente). ), pentru diagnosticul bolilor ereditare. Cultura celulară este utilizată pe scară largă în inginerie genetică (izolarea și transferul de gene, cartografierea genelor, producerea de anticorpi monoclonali etc.). Culturile celulare sunt folosite pentru a studia mutagenitatea și carcinogenitatea diverșilor compuși chimici și biologici, medicamente etc.

În prezent, este imposibil să ne imaginăm izolarea și studiul virusurilor fără utilizarea culturilor celulare. Primul raport privind reproducerea 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 unei infecții virale printr-o creștere semnificativă a numărului de anticorpi în seruri pereche; 3) prepararea de antigene și anticorpi pentru utilizare în teste serologice. Principalele surse de țesuturi pentru obținerea culturilor monostrat sunt țesuturile animale, de exemplu, rinichii de maimuță, tumorile maligne umane, țesuturile embrionare umane.

Un rol important în studiul sistemului macrofage îl joacă și metoda de cultivare artificială. Rolul acestui sistem în procesul infecțios, în formarea de anticorpi, în metabolismul pigmenților din sânge, în tulburările metabolismului lipidelor, în metabolismul medicamentelor chimioterapeutice, proprietățile biochimice și biofizice, precum și potența neoplazică a acestor celule, este studiată. Cele mai multe dintre aceste studii sunt rezumate în monografia lui Nelson (Nelson D.S., 1969). În cultură pură, macrofagele au fost izolate pentru prima dată în 1921 de Carrel și Ebeling din sângele de pui. Deoarece multe dintre studiile efectuate asupra macrofagelor sunt legate de probleme de fiziologie și patologie umană, este de dorit să se efectueze astfel de studii pe culturi de macrofage umane sau de mamifere, deși macrofagele de mamifere nu se reproduc pe un mediu nutritiv artificial. Sângele poate servi ca 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 spălări de la alveolele și căile respiratorii ale iepurelui.

Analiza cariotipului 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 terminarea cultivării, se adaugă colchicină în mediu, care oprește divizarea celulelor în metafază, deoarece inhibă 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.

În ultimii ani, cultura celulară embrionară obținută prin amniocenteză transabdominală a fost utilizată pe scară largă pentru a diagnostica multe defecte biochimice și citogenetice ale embrionului. Amniocenteza se face intre 15 - 18 saptamani. sarcina. Populația celulară a lichidului amniotic în această perioadă este formată în principal din celule descuamate de origine ectodermică: din celule amniotice, epiderma pielii, precum și din epiteliul glandelor sudoripare și sebacee, din cavitatea bucală și parțial din tractul digestiv și tractul urinar și alte părți ale embrionului. În 1956, au apărut rapoarte privind determinarea sexului cromozomial al fătului pe baza studiului cromatinei sexuale în celulele lichidului amniotic. În 1963, Fuchs și Philip au obținut o cultură de celule din lichidul amniotic. În prezent, se folosesc mai multe metode pentru a obține culturi celulare de lichid amniotic. De obicei, se prelevează 10 ml dintr-o probă lichidă pentru analiză, se centrifughează, 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, a căror creștere durează ani și decenii. În același timp, scenariile de dezvoltare sunt similare pentru toate populațiile care se dezvoltă în sisteme închise.

culturi celulare

Tehnologia culturii celulare consta in cresterea celulelor in 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 viabil din punct de vedere economic o sursă de produse naturale cu proprietăți terapeutice, precum paclitaxelul (paclitaxelul), conținute în lemnul de tisă și produse ca medicament chimioterapic numit Taxol (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 aplicarea 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, de asemenea, nu se acumulează în mediu. Deși meritele 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 explorată activ. În plus, se studiază posibilitatea utilizării celulelor de insecte pentru a produce vaccinuri VLP (VLP - virus-like particle - virus-like particles) pentru tratamentul bolilor infecțioase precum SARS și gripa. Această tehnică ar putea reduce considerabil costurile și ar putea elimina preocupările legate de siguranță asociate cu metoda tradițională cu ouă de pui.

Culturi de celule de mamifere

Culturile de celule de mamifere au fost unul dintre principalele instrumente folosite de specialiștii în creșterea animalelor de mai bine de un deceniu. În condiții de laborator, ouăle obținute de la vaci de o calitate deosebită sunt fertilizate cu spermatozoizii taurilor respectivi. Embrionii rezultați sunt crescuți într-o eprubetă timp de câteva zile, după care sunt implantați în uterul vacilor mame surogat. Aceeași tehnică stă la baza fertilizării umane in vitro.

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, la fel 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 prin culturi de celule de mamifere.

Oamenii de știință iau în considerare și utilizarea celulelor 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 găsite în unele țesuturi ale corpului (măduvă osoasă, țesut adipos, creier etc.) își vor lua în curând locul cuvenit în practica clinică. Cercetătorii au descoperit că celulele stem pot fi folosite de organism pentru a repara țesuturile deteriorate. 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 complicat.

Cercetătorii lucrează în prezent la metode pentru izolarea celulelor stem din placentă și țesutul adipos. O serie de specialiști sunt implicați în dezvoltarea metodelor de reprogramare celulară - întoarcerea 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 metodă potențială de terapie pentru multe boli. După cum sugerează și numele, celulele fetale sunt obținute din embrioni, în special cei care se dezvoltă din ouă, fertilizați in vitro (clinici de fertilizare in vitro) și, cu acordul donatorilor, donați cercetătorilor pentru uz științific. De obicei se folosesc blastociste - embrioni de 4-5 zile care arată ca niște bile la microscop, constând din câteva sute de celule.

Pentru izolarea celulelor 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. După aceea, cercetătorii colectează celule în diviziune, le împart în părți 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 trecere 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 modificați genetic pentru a nu se diviza. Aceste celule formează un strat alimentator - un „substrat nutritiv”, datorită căruia celulele embrionare sunt atașate 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 terapiei cu celule stem și a ingineriei tisulare poate fi atinsă dacă celulele stem terapeutice și țesuturile crescute din acestea sunt genetic identice cu celulele primitorului. 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.