Istoria virologiei. Etapele dezvoltării virologiei

Istoria virologiei. Principii de clasificare a virusurilor

Virologia este o știință care studiază morfologia, fiziologia, genetica, ecologia și evoluția virusurilor

Cuvântul „virus” însemna otravă. Acest termen a fost folosit și de L. Pasteur pentru a desemna un început infecțios. În prezent, un virus se referă la cele mai mici microorganisme care se replic, care se găsesc peste tot unde există celule vii.

Descoperirea virușilor aparține omului de știință rus Dmitri Iosifovich Ivanovsky, care în 1892 a publicat o lucrare privind studiul bolii mozaicului de tutun. D. I. Ivanovsky a arătat că agentul cauzal al acestei boli este foarte mic și nu zăbovește pe filtrele bacteriene, care sunt un obstacol de netrecut pentru cele mai mici bacterii. În plus, agentul cauzal al bolii mozaicului de tutun nu poate fi cultivat pe medii nutritive artificiale. D. I. Ivanovsky a descoperit virusurile plantelor.

În 1898, Loeffler și Frosch au arătat că boala răspândită a vitelor, febra aftoasă, este cauzată de un agent care trece și prin filtre bacteriene. Anul acesta este considerat anul descoperirii virusurilor animale.

În 1901, Reed și Carroll au arătat că agenții filtrabili pot fi izolați din cadavrele persoanelor care au murit de febră galbenă. Anul acesta este considerat anul descoperirii virusurilor umane.

D „Errel și Twoorth în 1917-1918 au descoperit viruși în bacterii, numindu-le „bacteriofagi.” Mai târziu, virușii au fost izolați din insecte, ciuperci și protozoare.

Virușii sunt încă unul dintre principalii agenți cauzali ai infecțioși și nu boli infecțioase persoană. Aproximativ 1000 de boli diferite sunt de natură virală. Virușii și bolile umane pe care le provoacă sunt obiectul de studiu în virologia medicală.

Virușii au diferențe fundamentale față de alte microorganisme procariote:

1. Virușii nu au o structură celulară. Acestea sunt microorganisme subcelulare.

2. Virușii au dimensiuni submicroscopice, variind în viruși umani de la 15-30 nm la 250 nm sau mai mult.

3. Virușii au în compoziția lor un singur tip de acid nucleic: fie ADN, fie ARN, unde este codificată toată informația virusului.

4. Virușii nu au propriile lor sisteme metabolice și energetice.

6. Virușii nu sunt capabili de creștere și fisiune binară. Se reproduc prin reproducerea proteinelor și acidului nucleic în celula gazdă, urmată de asamblarea unei particule virale.

În virtutea caracteristicilor lor, virușii sunt izolați într-un regn separat Vira, care include viruși de vertebrate și nevertebrate, plante și protozoare. Clasificarea modernă a virușilor se bazează pe următoarele criterii principale:

1. Tipul de acid nucleic (ARN sau ADN), structura acestuia (monocatenar sau dublu, liniar, circular, continuu sau fragmentat).

2. Prezența unei membrane lipoproteice (supercapside).

3. Strategia genomului viral (adică calea de transcripție, translație, replicare utilizată de virus).

4. Mărimea și morfologia virionului, tipul de simetrie, numărul de capsomere.

5. Fenomene de interacţiuni genetice.

6. Cercul gazdelor susceptibile.

7. Patogenitate, inclusiv modificări patologice în celule și formarea de incluziuni intracelulare,

8. Distribuția geografică.

9. Modul de transmitere.

10. Proprietăți antigenice.

Pe baza criteriilor 1 și 2, virusurile sunt împărțite în subtipuri și familii, pe baza caracteristicilor enumerate mai jos - în genuri, specii, serovare. Numele de familie se termină în „viridae”, unele familii sunt împărțite în subfamilii (se termină în „virinae”), genul - „vims”. Virușii umani și animale sunt distribuiti în 19 familii: 13 - ARN-genomic și 6 - ADN-genomic. Clasificarea și unele proprietăți ale virusurilor umane și animale sunt prezentate în tabel. 1.

tabelul 1

CLASIFICAREA SI UNELE PROPRIETATI ALE VIRUSURILOR

OMUL SI ANIMALELE

REGATUL V1RA
familie de virusuri	Tipul de acid nucleic	Prezența unei supercapside	Dimensiunea virionului. nm	Reprezentanți tipici
VIRUSURI ADN-GENOMICE
Adenoviridae	Linear, cu două fire	-	70-90	Adenovirusuri ale mamiferelor și păsărilor
herpesviridae	liniar dublu catenar	+	220	Herpes simplex, citomegalie, varicela, virusuri de mononucleoză infecțioasă
Hepadnaviridae	Dublu catenar, inelar, cu o secțiune monocatenară	+	1 45-50	Virusul hepatitei B
Papovaviridae	dublu sutenat, inel	-	45-55	papilomavirusuri, polioame
Poxviridae	Cu șuvițe duble cu capete închise	+	130-250	virusul vacciniei, virusul variolei
Parvoviridae	liniar, un singur fir	-	18-26	virus adeno-asociat
VIRUSURI GENOMICE ARN
Areoaviridae	fragmentat monocatenar	+	50-300	Viruși Lassa, Machupo
Bunyaviridae	inelar monocatenar fragmentat	+	90-100	Virușii febrei hemoragice și encefalitei
Caliciviridae	monocatenare	-	20-30	Virusul hepatitei E, calicivirusurile umane
Coronaviridae	monocatenar + ARN	+	80-130	Coronavirusuri umane
Orthomyxoviridae	monocatenar, fragmentat -- ARN	+	80-120	Virușii gripali
Paramyxoviridae	-ARN monocatenar, liniar	+	150-300	Paragripa, rujeolă, oreion, virus PC
Picornaviridae	monocatenar + ARN	-	20-30	Poliomielita, Coxsackie, ECHO, virusurile hepatitei A, rinovirusurile
Reoviridae	ARN dublu catenar	-	60-80	Reovirusuri, rotavirusuri
Retroviridae	ARN monocatenar	+	80-100	Viruși de cancer, leucemie, sarcoame, HIV
Togaviridae	monocatenar + ARN	+	30-90	Virușii Sindbis. Ecvine encefalită. crustă
Flaviviridae	monocatenar + ARN	+	30-90	Viruși ai sciaticii transmise de căpușe, febrei galbene, dengue, encefalită japoneză, hepatite C, G
Rhabdoviridae	-ARN monocatenar	+	30-40	Virusul rabiei, virusul stomatitei veziculoase
Filoviridae	monocatenar + ARN	+	200-4000	Virusul Ebola, Marburg

Morfologia și ultrastructura virusurilor

În funcție de structură, se disting 2 tipuri de particule virale: simple și complexe.

Structura internă a virușilor simpli și complexi este similară.

Miezul virusului este acidul nucleic viral, genomul viral. Genomul viral poate fi reprezentat de una dintre cele 4 molecule de ARN sau ADN: ARN și ADN monocatenar și dublu catenar. Majoritatea virusurilor au un genom întreg sau fragmentat, care are o formă liniară sau închisă. Genomii monocatenar pot avea 2 polarități: 1) pozitive, când acidul nucleic virion servește simultan ca șablon pentru sinteza noilor genomi și acționează ca ARNm; 2) negativ, îndeplinind doar funcția de matrice. Genomul virusurilor conține de la 3 la 100 sau mai multe gene, care sunt împărțite în structurale, care codifică sinteza proteinelor care alcătuiesc virionul, și regulatoare, care modifică metabolismul celulei gazdă și reglează rata de reproducere a virusului.

Enzimele virale sunt, de asemenea, codificate în genom. Acestea includ: ARN polimeraza dependentă de ARN (transcriptază), care se găsește în toate virusurile care conțin ARN cu polaritate negativă. Poxvirusurile conțin o ARN polimerază dependentă de ADN. Retrovirusurile au o enzimă unică, o ADN polimerază dependentă de ARN numită transcriptază inversă. În genomul unor virusuri există gene care codifică RNaze, endonucleaze și protein kiniaze.

În exterior, acidul nucleic este acoperit cu o înveliș proteic - capsid, formând un complex - nucleocapsid (în sens chimic - nucleoproteină). Capsida este formată din subunități proteice individuale - capsomere, care reprezintă un lanț polipeptidic pliat într-un anumit fel, creând o structură simetrică. Dacă capsomerele sunt stivuite într-o spirală, acest tip de stivuire a capsidelor se numește simetrie elicoidală. Dacă capsomerele sunt stivuite de-a lungul fețelor unui poliedru (12-20-edru), acest tip de stivuire a capsidelor se numește simetrie icosaedrică

Capsida este reprezentată de proteine ​​elicoidale α capabile de polimerizare, care protejează genomul de diferite influențe, îndeplinesc o funcție de receptor în acest grup de viruși și au proprietăți antigenice.

Virușii complexi au o înveliș exterioară - supercapside, situată deasupra capsidei. Compoziția supercapsidei include un strat proteic interior - proteina M, apoi un strat mai voluminos de lipide și carbohidrați extrași din membranele celulare ale celulei gazdă. Glicoproteinele specifice virusului pătrund în supercapsidă, formând în exterior proeminențe ondulate, care îndeplinesc o funcție de receptor. Virușii există în trei forme:

1) virion (particulă virală) - formă extracelulară;

2) virus intracelular (vegetativ);

3) un virus (provirus) integrat cu ADN-ul gazdei.

Interacțiunea unui virus cu o celulă. Reproducerea (multiplicarea) virusurilor

Procesul de reproducere a virusurilor poate fi împărțit condiționat în 2 faze . Prima fază include 3 etape: 1) adsorbția virusului pe celulele sensibile; 2) pătrunderea virusului în celulă; 3) deproteinizarea virusului . A doua fază include etapele de realizare a genomului viral: 1) transcripție, 2) translație, 3) replicare, 4) asamblare, maturare a particulelor virale și 5) eliberare a virusului din celulă.

Interacțiunea unui virus cu o celulă începe cu procesul de adsorbție, adică cu atașarea virusului la suprafața celulei.

Adsorbţie este o legare specifică a unei proteine ​​virion (antireceptor) la o structură complementară a suprafeței celulare - un receptor celular. Prin natura chimică, receptorii pe care sunt fixați virușii aparțin a două grupe: mucoproteine ​​și lipoproteine. Virusurile gripale, paragripale, adenovirusurile sunt fixate pe receptorii mucoproteici. Enterovirusurile, virusurile herpetice, arbovirusurile sunt adsorbite pe receptorii lipoproteici ai celulei. Adsorbția are loc numai în prezența anumitor electroliți, în special ionii de Ca2+, care neutralizează excesul de încărcături anionice ale virusului și ale suprafeței celulei și reduc repulsia electrostatică virus și celulă, iar apoi interacțiunea specifică a proteinei de atașare a virionului cu grupuri specifice de pe membrana plasmatică a celulei. Virușii umani și animale simpli conțin proteine ​​de atașare în capside. În virusurile organizate complex, proteinele de atașare fac parte din supercapside. Ele pot lua forma de fire (fibre în adenovirusuri), sau vârfuri, structuri asemănătoare ciupercilor în virusuri mixo-, retro-, rabdo- și alți viruși. Inițial, există o singură legătură a virionului cu receptorul - o astfel de atașare este fragilă - adsorbția este reversibilă. Pentru ca adsorbția ireversibilă să apară, trebuie să apară legături multiple între receptorul virusului și receptorul celular, adică atașare multivalentă stabilă. Numărul de receptori specifici de pe suprafața unei celule este 10 4 -10 5 . Receptori pentru unii virusi, cum ar fi arbovirusurile. se găsesc atât pe celulele vertebratelor, cât și ale nevertebratelor; pentru alți virusuri, numai pe celulele uneia sau mai multor specii.

Pătrunderea virusurilor umane și animale în celulă are loc în două moduri: 1) viropexis (pinocitoză); 2) fuziunea învelișului supercapside viral cu membrana celulară. Bacteriofagii au propriul mecanism de penetrare, așa-numita seringă, când, ca urmare a contracției creșterii proteice a fagului, acidul nucleic este, parcă, injectat în celulă.

Deproteinizarea eliberării virale a hemiomului viral din învelișurile de protecție virală are loc fie cu ajutorul enzimelor virale, fie cu ajutorul enzimelor celulare. Produșii finali ai deproteinizării sunt acizii nucleici sau acizii nucleici asociați cu o proteină virală internă. Apoi are loc a doua fază a reproducerii virale, care duce la sinteza componentelor virale.

Transcripția este rescrierea informațiilor din ADN-ul sau ARN-ul unui virus în ARNm conform legilor codului genetic.

Traducerea este procesul de traducere a informațiilor genetice conținute în ARNm într-o anumită secvență de aminoacizi.

Replicarea este procesul de sinteză a moleculelor de acid nucleic omoloage genomului viral.

Implementarea informațiilor genetice în virusurile care conțin ADN se desfășoară în același mod ca și în celule:

Transcripția ADN și proteina de translație a ARN

Pentru virusurile care conțin ARN cu genom negativ (virusuri gripale, paragripa etc.), formula de realizare a genomului este următoarea:

Transcripția ARN și proteina de translație a ARN

În virușii cu genom ARN pozitiv (togavirusuri, picornavirusuri), transcripția este absentă:

proteina de traducere a ARN-ului

Retrovirusurile au o modalitate unică de a transfera informații genetice:

ARN transcriere inversă transcriere ADN i-ARN proteină de traducere

ADN-ul se integrează cu genomul celulei gazdă (provirus).

După ce celula a produs componente virale, începe ultima etapă a reproducerii virale, asamblarea particulelor virale și eliberarea virionilor din celulă. Eliberarea virionilor din celulă se realizează în două moduri: 1) prin „explozia” celulei, în urma căreia celula este distrusă. Această cale este inerentă virușilor simpli (picorna-, reo-, papova- și adenovirusuri), 2) ieșirea din celule prin înmugurire. Inerent virusurilor care conțin supercapsid. Cu această metodă, celula nu moare imediat, poate da descendenți virali multipli până când resursele sale sunt epuizate.

Metode de cultură a virusului

Pentru cultivarea virusurilor în condiţii de laborator se folosesc următoarele obiecte vii: 1) culturi celulare (ţesuturi, organe); 2) embrioni de pui; 3) animale de laborator.

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 de virusuri, 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 de vaccinuri virale.

transplantat liniile celulare sunt caracterizate prin nemurire potențială și cariotip heteroploid.

Sursa liniilor transplantate pot fi culturi de celule primare (de exemplu, SOC, PES, VNK-21 - din rinichii hamsterilor sirieni de o zi; PMS - din rinichiul unui cobai etc.), celule individuale din care 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. Mediile de creștere ar trebui să conțină mai mult nutrienți pentru a asigura multiplicarea 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.

Izolarea virusurilor în culturi celulare și metode de indicare a acestora.

La izolarea virusurilor din diverse materiale infecțioase de la un pacient (sânge, urină, fecale, secreții mucoase, tampoane din organe), se folosesc culturi celulare care sunt cele mai sensibile la presupusul virus. Pentru infecție, se folosesc culturi în eprubete cu un monostrat de celule bine dezvoltat. Înainte de infectarea celulelor, mediul nutritiv este îndepărtat și în fiecare eprubetă se adaugă 0,1-0,2 ml dintr-o suspensie a materialului de testat, tratată în prealabil cu antibiotice pentru a ucide bacteriile și ciupercile. După 30-60 min. contactul virusului cu celulele, îndepărtați excesul de material, adăugați un mediu de sprijin în eprubetă și lăsați-l într-un termostat până când sunt detectate semne de reproducere a virusului.

Un indicator al prezenței virusului în culturile de celule infectate poate fi:

1) dezvoltarea degenerarii celulare specifice - efectul citopatic al virusului (CPE), care are trei tipuri principale: degenerescenta celulara rotunda sau mica; formarea celulelor gigantice multinucleare - simplaste; dezvoltarea focarelor de proliferare celulară, constând din mai multe straturi de celule;

2) detectarea incluziunilor intracelulare situate în citoplasmă și nuclee ale celulelor afectate;

3) test de hamaglutinare pozitiv (RHA);

4) reacție de hemadsorbție pozitivă (RGAds);

5) fenomenul de formare a plăcii: un monostrat de celule infectate cu virus este acoperit cu un strat subțire de agar cu adăugarea unui indicator roșu neutru (fond - roz). În prezența virusului în celule, se formează zone incolore („plăci”) pe un fundal de agar roz.

6) în absența CPE sau GA se poate stabili o reacție de interferență: cultura studiată este reinfectată cu virusul care provoacă CPE. Într-un caz pozitiv, nu va exista CPP (reacția de interferență este pozitivă). Dacă nu a existat niciun virus în materialul de testat, se observă CPE.

II. Izolarea virusurilor la embrionii de pui.

Pentru studiile virologice se folosesc embrioni de pui cu vârsta de 7-12 zile.

Înainte de infectare, determinați viabilitatea embrionului. La ovoscopie, embrionii vii sunt mobili, modelul vascular este clar vizibil. Cu un simplu creion marcați limitele sacului aerian. Embrionii de pui sunt infectați în condiții aseptice cu instrumente sterile, după ce au tratat în prealabil coaja de deasupra spațiului aerian cu iod și alcool.

Metodele de infectare a embrionilor de pui pot fi diferite: aplicarea virusului pe membrana corion-alantoidiană, pe cavitățile amniotice și alantoice, pe sacul vitelin. Alegerea metodei de infectare depinde de proprietățile biologice ale virusului studiat.

Indicarea virusului la embrionul de pui se face prin moartea embrionului, un test de hemaglutinare pozitiv pe sticla cu lichid alantoic sau amniotic, prin leziuni focale („placi”) pe membrana corion-alantoica.

III. Izolarea virusurilor la animalele de laborator.

Animalele de laborator pot fi folosite pentru a izola virusurile din materialul infecțios atunci când nu pot fi utilizate sisteme mai convenabile (culturi celulare sau embrioni de pui). Aceștia iau în principal șoareci albi nou-născuți, hamsteri, cobai, șobolani. Animalele sunt infectate conform principiului citotropismului viral: virusurile pneumotrope sunt injectate intranazal, virusurile neurotrope intracerebrale, virusurile dermatotropice pe piele.

Indicarea virusului se bazează pe apariția semnelor de boală la animale, moartea acestora, modificări patomorfologice și patohistologice în țesuturi și organe, precum și pe o reacție pozitivă de hemaglutinare cu extracte din organe.

Bolile virale, caracteristicile lor

Virușii, spre deosebire de alte microorganisme, provoacă 2 grupe de boli:

1) infecții virale,

2) tumori (benigne și maligne). Caracteristicile infecțiilor virale:

1. Infecțiile virale sunt răspândite. Ponderea lor în structura morbidității infecțioase poate fi de 60-80%.

2. Reproducerea intracelulară a virusurilor duce la moartea în masă a celulelor corpului.

3. Reproducerea unor virusuri (HIV, virusuri rujeolei, hepatita B, C) in celulele sistemului imunitar duce la dezvoltarea unei stari de imunodeficienta.

4. Capacitatea unor virusuri de a se integra cu genomul celulei (HIV, virusul hepatitei B, virusurile cu ARN oncogene).

5. Unele virusuri (rubeola, citomegalia) sunt teratogene.

6. Virușii infecțioși pot provoca dezvoltarea tumorilor (adenovirusuri, herpesvirusuri, virusuri hepatite B, C, G).

7. Virușii pot provoca infecții lente (HIV, rujeolă, rabie, hepatită B, herpes etc.).

8. Nu există imunoprofilaxie pentru multe infecții virale.

9. Diagnosticul bolilor virale nu este utilizat în toate cazurile din cauza naturii de masă a acestor boli.

10. Până acum, nu există suficiente mijloace eficiente pentru tratamentul bolilor virale.

CLASIFICAREA INFECȚIILOR VIRALE

nivelul celular

Infecție autonomă

Infecție de integrare

productiv

avortiv

Integrarea întregului genom

Integrarea unei părți a genomului

Cronic

Acut

Transformare neoplazica

Lipsa de transformare

citolitic

Necitolitic

Nivelul corpului

Infecție focală

Infecție generalizată

persistent

persistent

La nivel celular se disting infectiile autonome daca genomul viral se replica independent de cel celular, iar infectiile de integrare daca genomul viral este inclus in cel celular. Infecția autonomă este împărțită în productivă, în care se formează descendenți infecțioși, și abortivă, în care procesul infecțios este întrerupt și noi particule virale fie nu se formează deloc, fie se formează în cantități mici. Infecțiile productive și abortive pot fi acute sau cronice. Infecția acută, în funcție de soarta celulei infectate, este împărțită în citolitică și necitolitică. Infecția citolitică are ca rezultat distrugerea celulelor sau CPP, iar virusul care provoacă CPP se numește citopatogen.

La nivelul organismului, infecțiile virale se împart în 2 grupe: 1) focale, când reproducerea și acțiunea virusului se manifestă la poarta de intrare; 2) generalizat, în care virusul, după reproducerea în poarta de intrare, se răspândește la diverse organe și țesuturi, formează focare secundare de infecție. Exemple de infecție focală sunt ARVI și AII, generalizate - poliomielita, rujeola, variola.

Infecția acută nu durează mult, este însoțită de eliberarea virusului în mediu, se termină fie cu recuperarea, fie cu moartea organismului. Infecția acută se poate prezenta cu o serie de simptome (infecție manifestă) sau poate fi asimptomatică (infecție inaparentă).

Odată cu interacțiunea prelungită a virusului cu macroorganismul, apare o infecție persistentă (PI). În funcție de starea organismului, același virus poate provoca atât infecție acută, cât și persistentă (rujeolă, herpes, hepatită B, C, adenovirusuri). Manifestările clinice ale PI pot fi severe, ușoare sau absente cu totul, virusul poate fi sau nu eliberat în mediu. Conform acestor caracteristici, IP-urile sunt împărțite în cele latente (infecțiile latente, fără izolarea virusului, sunt cauzate de virusuri oncogene, HIV, herpes și adenovirusuri); cronică (caracterizată prin perioade de remisiuni și exacerbări, când virusul este eliberat în mediu. Exemple de infecție cronică sunt herpetice, adenovirusuri, hepatite cronice B și C etc.); lent (caracterizat printr-o perioadă lungă de incubație, dezvoltarea lentă a simptomelor care duce la afectarea severă a funcțiilor corpului și moartea).

Etiologia infecțiilor lente

Infecțiile lente care afectează oamenii și animalele pot fi împărțite în 2 grupe în funcție de etiologie:

eu grupez sunt infecții lente cauzate de prioni. Prionii sunt particule infecțioase proteice (particule de infecții proteice), au formă de fibrile, cu lungimea de la 50 la 500 nm, cu o masă de 30 kD. Nu conțin acid nucleic, sunt rezistente la proteaze, căldură, ultraviolete, ultrasunete și radiații ionizante. Prionii sunt capabili de reproducere și acumulare în organul afectat până la valori gigantice, nu provoacă CPP, răspuns imun și reacții inflamatorii. Leziuni degenerative ale țesuturilor.

Prionii provoacă boli la om:

1) Kuru („moarte care râde”) este o infecție lentă endemică în Noua Guinee. Se caracterizează prin ataxie și tremor cu o pierdere completă treptată a activității motorii, disartrie și deces la un an de la debutul simptomelor clinice.

2) Boala Creutzfeldt-Jakob, caracterizată prin demență progresivă (demență) și simptome de afectare a tractului piramidal și extrapiramidal.

3) Leucospongioza amiotrofică, caracterizată prin distrugerea degenerativă a celulelor nervoase, în urma căreia creierul capătă o structură spongioasă (spongioformă).

Boli prionice la animale:

1) Encefalopatie spongioformă bovină (vaci cu rabie);

2) Scrapie - encefalopatie spongiformă transmisibilă subacută a berbecilor.

grupa II sunt infectii lente cauzate de virusurile clasice.

Infecțiile virale umane lente includ: infecția cu HIV - SIDA (provoacă HIV, familia Retrovoridae); PSPE - panencefalită sclerozantă subacută (virusul rujeolei, familia Paramyxoviridae); rubeolă congenitală progresivă (virusul rubeolei, familia Togaviridae); hepatita cronică B (virusul hepatitei B, familia Hepadnaviridae); leziuni cerebrale ale citomegalovirusului (virusul citomegaliei, familia Herpesviridae); limfom cu celule T (HTLV-I, HTLV-II, familia Retroviridae); encefalita herpetică subacută (herpes simplu, familia Herpesviridae), etc.

Pe lângă infecțiile lente cauzate de viruși și prioni, există un grup de forme nosologice care, din punct de vedere clinic și rezultat, corespund semnelor unei infecții lente, dar încă nu există date exacte despre etiologie. Astfel de boli includ scleroza multiplă, scleroza laterală amiotrofică, ateroscleroza, schizofrenia etc.

Diagnosticul de laborator al infecțiilor virale

Diagnosticul de laborator al infecțiilor virale se bazează pe 3 grupe de metode:

1 grup- Detectarea agentului patogen sau a componentelor acestuia direct în materialul clinic preluat de la pacient și primirea unui răspuns după câteva ore (rapid; diagnosticare expresă). Metodele de diagnosticare rapidă a celor mai frecvente infecții virale sunt prezentate în tabel. 2.

masa 2

METODE DE DIAGNOSTIC EXPRES DE COMUNE

INFECȚII VIRALE

Viruși	Infecţie	Material de cercetare	Timpul de colectare a materialului	Metode de diagnosticare expresă
Adenovirusuri	infecție cu adenovirus	Secreții nazofaringiene, conjunctivă, sânge, fecale, urină	Primele 7 zile de boală	IF, hibridizare moleculară (MG), EM, ELISA, RIA
Parainfluenza, virusul PC	SARS	Secreții nazofaringiene	Primele 3-5 zile de boală	DACĂ. ELISA
gripa	Gripa	Secreții nazofaringiene	Primele 3-5 zile de boală	IF, ELISA, RIA, EM
Rinovirusuri	SARS	Secreții nazofaringiene	Primele 3-5 zile de boală	DACĂ
Herpes simplex	herpes simplex	Conținutul veziculelor	În primele 12 zile după apariția erupției cutanate	IF, MG, IEM, ELISA
Varicela și herpes zoster	Varicela, herpes zoster	Conținutul veziculelor	În primele 7 zile după apariția erupției cutanate	ELISA, IF, IEM
Citomegalie	Infecția cu citomegalovirus	Urina, saliva, sangele	Pe tot parcursul bolii	EM, microscopie frotiu colorat, MG, IF, detecție IgM
Rotavirusuri	Gastroenterita acuta	Fecale	Primele 3-5 zile de boală	EM, IEM, ELISA, RIA, MG, electroforeza ARN în PAAG
Hepatita A	Hepatita A	Fecale, sânge	Primele 7-10 zile de boală	IEM, ELISA, RIA, detecție IgM
Hepatita B	Hepatita B	Sânge	Întreaga perioadă a bolii	ELISA, RIA, ROPGA, MG, PCR, WIEF

2 grupa metode - Izolarea virusului din materialul clinic, indicarea și identificarea acestuia (diagnostic virusologic).

În cele mai multe cazuri, concentrația virusului în materialul clinic este insuficientă pentru detectarea rapidă a virusului sau a antigenelor acestuia. În aceste cazuri, se utilizează diagnosticul virusologic. Acest grup de metode necesită timp, necesită forță de muncă și adesea retrospective. Cu toate acestea, diagnosticul virusologic este necesar pentru infecțiile cauzate de noi tipuri de virus sau când diagnosticul nu poate fi pus prin alte metode.

Pentru diagnosticul virusologic, medicul trebuie să se asigure că probele necesare din material sunt prelevate în faza corespunzătoare a bolii, livrate la laborator, furnizând laboratoarelor de diagnostic informațiile clinice necesare.

Materialul pentru cercetarea virologică în bolile însoțite de diaree sau alte tulburări gastrointestinale care sugerează o etiologie virală sunt porțiuni proaspete de fecale. Pentru boli sistemul respirator materialul pentru cercetare se obține cel mai bine prin aspirarea mucusului, spălări. Tampoanele nazofaringiene sunt mai puțin informative. În prezența unei erupții veziculare, materialul pentru cercetare este un lichid aspirat de un ac din vezicule. În cazul erupțiilor petechiale și maculo-papulare, materialul pentru cercetare este atât probe de mucus din nazofaringe, cât și fecale. Dacă se suspectează infecții neurovirale, mucusul din nazofaringe, fecale și lichidul cefalorahidian trebuie prelevat pentru examinare virusologică. Pentru diagnosticarea oreionului și a rabiei, materialul este saliva. Dacă se suspectează infecții cu citomegalo și papovirus, materialul poate fi urină. O încercare de a izola virusul din sânge se poate face dacă se suspectează infecții cauzate de anumite arbovirusuri, virusuri herpetice. O biopsie cerebrală poate fi efectuată în diagnosticul de encefalită herpetică, SSPE, panencefalită progresivă de rubeolă, boala Creptzfeldt-Jakob, leucospongioză etc.

Preparatele de mucus nazofaringian sau fecal se introduc intr-un mediu de transport format din ser fiziologic suplimentat cu antibiotice si o cantitate mica de proteine ​​sau ser animal. Materialele pot fi păstrate la 4°C timp de cel mult 48 de ore. O păstrare mai lungă necesită o temperatură de -70°C.

Izolarea virusului din materialul clinic se realizează prin inocularea acestuia în cultura celulară, embrioni embrionari sau infectarea animalelor de laborator cu acesta (vezi Cultivarea virusurilor).

Virusul gripal trebuie izolat prin inocularea materialului care conține virusul în cavitatea ampla sau alantoică a embrionului de pui. Pentru izolarea virusului Coxsackie A, virusului rabiei, multor arbovirusuri și areiavirusuri, se recomandă inocularea șoarecilor nou-născuți cu inoculare intraperitoneală și intraperitoneală a materialului.

După infectarea culturii celulare, aceasta din urmă este examinată pentru prezența CP D. Multe enterovirusuri provoacă CDD precoce (după câteva ore). Cigomegalovirusurile, adenovirusurile, virusul rubeolic provoacă CPP după câteva săptămâni, iar uneori este necesar să se recurgă la obținerea unei subculturi. Prezența bolii indică prezența unor viruși precum PC, rujeolă, oreion, virusuri herpes.

Identificarea virusurilor izolate în aceste sisteme se realizează cu ajutorul metodelor serologice. Testele serologice precum RTGL, RN, PIT Ade sunt utilizate numai pentru infecțiile virale. RSK, RPHA, ELISA, RIA, IF, RP etc. sunt folosite pentru a diagnostica atât infecțiile virale, cât și infecțiile cauzate de alți agenți patogeni.

Schemele 2 și 3 arată diagnosticul infecțiilor virale respiratorii acute și infecțiilor intestinale.

IZOLAREA VIRUSURILOR DIN DESCARCAREA NASO-FARINAJULUI, INDICAREA LOR SI IDENTIFICAREA ÎN CARE RESPIRATORIE

INFECȚII VIRALE

Mucus nazofaringian tratat cu antibiotice

Infecția embrionului de pui

Infecția șoarecilor care alăptează

paralizie, moarte

Moartea, leziuni specifice CAO

virusuri coxsackie, herpes

RSK, RTGA

Virușii gripali

Virusurile herpetice

Infecția culturii celulare

CPP poate fi absent

Formarea sincitiului

Tip herpetic de CPD

Tipul adenovirusului CPD

Tip picornaviral de CPD

RSK, RN prin test de culoare

IF, RN, RSK, RTGA

IF, RN, RSK

Interferență

IF, RN, RTGA, RTGAds

Adenovirusuri

Enterovirusuri, rinovirusuri

Viruși herpes simplex, citomegalovirus

Virusul RS, rujeola, paragripa

Viruși gripali, paragripal, EP

virusul rubeolei

3 grupa metode - Diagnosticul serologic al infecţiilor virale.

Un singur test serologic permite doar în cazuri rare diagnosticarea unei boli virale (de exemplu, cu infecție cu HIV). În cele mai multe cazuri, diagnosticul serologic necesită seruri pereche luate în faza acută a bolii și după 2-4 săptămâni. Detectarea unei creșteri de patru ori sau mai mult a titrului de anticorpi este de obicei considerată un semn de diagnostic al unei infecții virale acute.

Izolarea virusurilor de fecale, indicarea și identificarea lor în infecțiile virale intestinale

Suspensie fecală tratată cu antibiotice, clarificată prin centrifugare

Infestarea cu soareci

Infecția culturilor celulare

paralizie, moarte

CPD de tip picovirus

Tip reoviral de CPD

Tipul adenovirusului CPD

RN, RSK

RSK, RN prin test de culoare

IF, RN, RTGA

RTGA, RSK, RN

Coxsackie A, B, rotavirusuri

enterovirusuri

Adenovirusuri

Rotavirusuri

Principii de terapie și prevenire a infecțiilor virale

1 grup- Nucleozide anomale - analogi ai precursorilor metabolismului nucleic, inhibă funcțiile polimerazelor virale sau sunt incluse în lanțul de acid nucleic, făcându-l nefuncțional.

Un analog al pirimidinei - iododezoxiuridina este utilizat pentru a trata cheratita herpetică, herpesul pielii și citomegalia. Analogii purinici - vidorabid sunt utilizați pentru a trata encefalita herpetică, varicela și herpesul zoster. Aciclovir (Zovirax) - utilizat și pentru a trata tipuri diferite infecție herpetică. Ribovirina (virazol) - eficientă împotriva virusurilor care conțin ARN și ADN. Pentru tratamentul infecției cu HIV, s-au obținut analogi nucleozidici care inhibă revers transcriptaza HIV, azidotimidină (zidovudină), timazid (fosfatid) și chivid (zalcitabină).

2 grupa derivați ai clorhidratului de adamantamină. Medicamente: amantadina și rimantadina inhibă reproducerea gripei, rujeolei,

Nuhn. Cel mai eficient împotriva gripei A. Mecanismul de acțiune este o încălcare a deproteinizării virusului.

3 grupa- tiosemicarbazoe. Medicamentul metisazoi (marborap) este activ împotriva virusurilor variolei. Mecanismul de acțiune al medicamentului este de a suprima sinteza proteinelor virale și asamblarea particulelor virale.

4 grupa inhibitori ai activității proteolitice a virusurilor. Esența acestui fenomen constă în faptul că multe proteine ​​ale picorie-, orto-, adeno-, toga-, retrovirusuri dobândesc activitate virală numai după tăierea acestor proteine ​​în fragmente de către enzimele protează. Inhibitorii de protează precum gorlox, contrical, acid s-aminocaproic sunt utilizați în tratamentul infecțiilor cauzate de acești virusuri. În republica noastră, un medicament din acest grup, invirase (saquinavir), este utilizat pentru a trata infecția cu HIV.

5 grupa. Unul dintre domeniile noi și promițătoare ale chimioterapiei este crearea de medicamente precum „nucleazele” care pot deteriora genele virale, ceea ce va face posibilă tratarea bolilor virale de integrare.

6 grupa interferonii. În prezent, -interferonul (leucocitar IF) este utilizat atât pentru tratament, cât și pentru prevenire, în special pentru infecțiile virale respiratorii. Mecanismul de acțiune este o încălcare a sintezei proteinelor virale. -interferonul sau interferonul imunitar a fost utilizat pe scară largă. -interferonul îmbunătățește funcția T-killers și natural killers, T-efectori ai HRT. Este utilizat pentru tratarea tumorilor maligne și a infecțiilor virale.

7 grupa- imunoglobuline specifice virusului. care sunt obținute din sângele convalescenților sau donatorilor special vaccinați. Sunt utilizate pentru prevenirea rujeolei, hepatitei A, B, gripei, paragripalelor și a altor infecții virale (imunoglobudina antirabică obținută din sângele animalelor imunizate este utilizată pentru prevenirea rabiei). Ig interferează cu virionii, împiedică adsorbția virusului pe celulele sensibile.

8 grupa- Vaccinuri. Pentru prevenirea unui număr de infecții virale, vaccinuri ucise care conțin virusuri care au fost activate cu formol sau -cropnolactonă (vaccinuri împotriva gripei, rujeolei, poliomielitei, encefalită japoneză și transmisă de căpușe, rabie), vaccinuri virale vii (atenuate) care conțin virusuri cu virulență slăbită (vaccin împotriva gripei, rujeolei, oreionului, rubeolei, poliomielitei, rabiei, febrei galbene etc.); vaccinuri subunități care conțin antigene de protecție virală (subunități) (vaccin antigripal); vaccinuri recombipante (modificate genetic) (vaccin împotriva hepatitei B, pentru care gena care codifică antigenul HBs este introdusă în genomul celulei de drojdie). Vaccinurile sintetice sunt în curs de dezvoltare.

Diagnosticul de laborator al hepatitei virale

În prezent, în categoria hepatitelor virale sunt considerate 7 forme nosologice independente: hepatita A, B, C, D, E, F, G. După căile de transmitere, hepatita virală se împarte în:

1. Enteral, transmis pe cale fecal-oral. Acestea includ hepatita A, E și, evident, F.

2. Parenteral, transmis prin manipulare parenterală, inclusiv, in vivo, transmisie transplacentară și sexuală. Acestea includ hepatita B, C, D, G.

Cea mai răspândită hepatită A, B, C, ale cărei caracteristici comparative sunt prezentate în tabel. 3.

Tabelul 3

CARACTERISTICI COMPARATIVA

HEPATITA VIRALĂ A, B, C

semn	Hepatita A	Hepatita B	Hepatita C
Virus (familie)	Picomaviridae	Hepadnaviridae	Flaviviridae
Tipul de acid nucleic	monocatenar + ARN	ADN dublu catenar cu o regiune monocatenar	monocatenar + ARN
Dimensiunea virionului	27-32 nm	42-45 nm	30-60 nm
Supercapsid	absent	disponibil	disponibil
Calea de infectare	fecal-oral	parenteral	parenteral
Perioadă incubație	în medie 25-30 de zile	60-90 de zile în medie, poate până la 6 luni	în medie 35-70 de zile
Grupe de vârstă	majoritatea copiilor sub 15 ani	copii si adulti	copii si adulti
sezonalitate	mai mult august-septembrie	pe parcursul întregului an	în toată goga
Trecerea la forma cronică	absent	apare	are loc în 50% din cazuri
Purtând	absent	prelungit	prelungit
Oncogenitate	absent	apare	apare

I. Hepatita A (gA). Diagnosticul de laborator al rA se bazează fie pe detectarea agentului patogen în sine (metoda microscopiei electronice imune - IEM), a antigenelor acestuia (radioimune, imunotest enzimatic, metoda imunofluorescentă - RIA, ELISA, IF) sau a anticorpilor împotriva virusului hA (RIA, ELISA). ).

Pentru diagnosticarea precoce a bolii, precum și pentru identificarea surselor de infecție, se utilizează determinarea antigenului virusului rA în fecalele pacienților, unde apare cu 7-10 zile înainte de simptomele clinice și în primele zile ale boala.

Dintre markerii specifici ai rA determinați în prezent, cei mai importanți sunt anticorpii din clasa Ig M la virusul rA, care apar în serul sanguin și saliva deja la debutul bolii și persistă 3-6 luni. Detectarea anticorpilor din clasa Ig M la virusul rA indică în mod clar hepatita A și este utilizată pentru a diagnostica boala, inclusiv în cazurile asimptomatice de infecție, și pentru a identifica sursele de infecție în focare.

Anticorpii la virusul rA din clasa Ig G sunt detectați încă din a 3-4-a săptămână de boală și persistă mult timp, ceea ce face posibilă evaluarea stării imunității populației, a dinamicii imunității umorale specifice.

Virusul hepatitei A din materialul de la pacient poate fi detectat prin microscopie electronică imună. Metoda se bazează pe amestecarea unei suspensii de virus cu antiser, separarea complexelor imune și examinarea lor la microscop electronic.

II.Hepatita B (hB).În organismul persoanelor infectate cu virusul HB, markerii serologici pot fi detectați cu frecvență diferită și în diferite stadii: Ag HBs de suprafață și Ag HBe de bază, precum și anticorpi împotriva acestora (anti-HBc, anti-HBe, anti-HBs). ). Dinamica apariției lor și interpretarea rezultatelor sunt prezentate în tabel. 4 și 5.

Tabelul 4

MARKERI SEROLOGICI PENTRU HEPATITA B

Tabelul 5

INTERPRETAREA MARKELOR SEROLOGICI ÎN HEPATITA B

Antigene		Anticorpi la HBs-Ar	Anticorpi KHBs-Ag		Interpretare
BHs	Nwe		fgG	IgM
+	+	–	–	+	Faza acută hepatita A
+	±	–	+	–	Hepatita cronică B
+	–	–	–	–	Purtând
–	–	+	–	–	Hepatita B în trecut
–	–	–	–	–	Nu a avut niciodată hepatită B în trecut

Toți antigenele și anticorpii corespunzători acestora pot servi ca indicatori ai procesului infecțios.

Prezența ADN-ului viral, HBs Ag, HBe Ag și anti-HBc Ig M indică o perioadă acută de infecție. În perioada de convalescență, aceștia sunt anticorpi anti-HBs din clasa Ig G și sunt detectați împreună cu anticorpii anti-Hbs. Prezența pe termen lung a HBs-Ag, HBe-Ag și anti-HBc (IgG) în sânge este un semn nefavorabil care indică formarea unui proces cronic.

Când se formează un transport pe termen lung, HBs Ag este determinat în mod constant. RPHA, RIA și ELISA sunt utilizate pentru a detecta antigene și anticorpi. Pentru detectarea HBs Ag, se folosește ROPHA - o reacție de hemaglutinare pasivă inversă cu un control pozitiv obligatoriu pentru HBs Ag.

III. Hepatita C (gC).Este cauzată de un virus ARN care aparține familiei Flaviviridae. Diametrul virionului 30-60 nm, sensibil la tratamentul cu cloroform. ARN-ul monocatenar pozitiv codifică sinteza a trei proteine ​​structurale și a cinci proteine ​​nestructurale. Hepatita C este similară clinic și biochimic cu hepatita B. La 60% dintre persoanele infectate, boala devine cronică, iar 20% dintre pacienții cronici dezvoltă ciroză hepatică. Mecanismul de transmitere a virusului hepatitei C este în principal parenteral. Diagnosticul de laborator al HS se bazează pe determinarea anticorpilor împotriva virusului HS prin ELISA sau RIA.

IV. Agentul cauzal al hepatitei delta (hepatita D).Un virus defect, care conține ARN, capabil să se rezolve în organismul gazdă numai cu participarea obligatorie a unui virus auxiliar, al cărui rol este jucat de virusul hB. Învelișul virusului delta este format din Ag HBs. Atașarea infecției delta la HB duce la dezvoltarea unor forme maligne severe ale bolii, formele cronice boli cu formarea precoce a cirozei hepatice.

Diagnosticul de laborator al hepatitei D se realizează prin detectarea markerilor virusului hB și infecției cu virus delta, HBs Ag, anti-HBc (Ig M) și delta Ag. Acestea din urmă sunt testate folosind ELISA și RIA. Anti-delta Ig M, care se găsesc pe tot parcursul bolii, au cea mai mare valoare diagnostică.

V. Hepatita E. Distribuită pe scară largă în țările tropicale și subtropicale, răspândirea bolii are loc prin apă. Virionul cu diametrul de 27-32 mm conține un ARN monocatenar, din punct de vedere al proprietăților fizico-chimice este similar cu virusurile din familia Calicivmdae. Diagnosticul de laborator se bazează pe determinarea AT în serul sanguin prin ELISA.

VI. Hepatita G. Virusul hepatitei G a fost descoperit în 1995, încadrat în familia Flaviviridae, transmis parenteral Mărimea virionului - 20-30 nm Genomul virusului este reprezentat de un +ARN monocatenar. Proteina capsidei este defectuoasa sau nu este deloc sintetizata. Prin urmare, se presupune că virusul hepatitei G folosește fie proteine ​​ale virusurilor încă nedescoperite, fie proteine ​​celulare pentru capsidul său. Există indicii ale prezenței unui înveliș lipidic în virus. Markerul de replicare al unui virus este ARN-ul acestuia. Anticorpii împotriva proteinei E 2 a virusului hepatitei G sunt detectați numai în absența ARN viral. Acest lucru indică faptul că, spre deosebire de hepatita C, detectarea anticorpilor din hepatita G nu poate fi utilizată pentru a căuta purtători de virus, dar este potrivită pentru înregistrarea unei infecții care a trecut deja.

VII. Hepatita F. Virusul hepatitei F a fost descoperit de oamenii de știință francezi și nu a fost de fapt studiat.

Diagnosticul de laborator al infecției cu HIV

La diagnosticarea infecției cu HIV, se folosesc 4 grupuri de metode:

1. Determinarea prezenței unui virus, a antigenelor acestuia sau a copiilor ARN în materiale de la un pacient sau infectat cu HIV

2. Diagnosticul serologic bazat pe detectarea anticorpilor specifici la proteinele HIV de suprafață (gp 120 și gp 41) și interne (p 18 și p 24).

3. Identificarea modificărilor patognomonice (specifice) ale infecției HIV în sistemul imunitar.

4. Diagnosticul de laborator al infecţiilor oportuniste (boli asociate SIDA).

1. Diagnosticul virusologic. Materialul pentru izolarea HIV este limfocitele T din sânge, leucocitele din măduva osoasă, ganglionii limfatici, țesuturile cerebrale, saliva, materialul seminal, lichidul cefalorahidian și plasma sanguină. Materialul rezultat este utilizat pentru a infecta o cultură continuă de limfocite T (H9). Indicarea HIV în cultura celulară se realizează prin CPP (formarea simplasturilor), precum și prin imunofluorescență, microscopie electronică, prin activitate pronunțată de revers transcriptază. Metode moderne studiile pot detecta un limfocit infectat la 1000 de celule.

Detectarea antigenelor virale în limfocitele T infectate se realizează folosind anticorpi monoclonali

În ultimii ani, determinarea numărului de copii ale ARN HIV din plasma sanguină prin metoda polimerazei reacție în lanț(TTCR) - așa-numita încărcătură virală. Dacă la pacienții care nu primesc terapie, încărcătura virală este sub limita de detectare (aceasta este mai mică de 5000 de copii de ARN HIV în 1 ml de plasmă), aceasta indică nicio progresie sau progresie lentă. Gradul de infecție este minim. O încărcătură virală mare (mai mult de 10.000 de copii ARN în 1 ml de plasmă) la pacienții cu mai puțin de 300 de limfocite CO4 în 1 µl indică întotdeauna progresia bolii.

2. Diagnosticul serologic.În prezent este cel mai popular.

Material de explorat: 5 ml. sânge heparinizat, care poate fi păstrat la frigider 6-8 ore înainte de livrare la laborator, dar nu congelat.

În scopul diagnosticării serologice a SIDA, sunt utilizate în primul rând metodele de testare imunosorbantă legată de enzime cu teste imunosorbente standard legate de enzime (ELISA). Aceasta este o metodă de screening. Principiul de funcționare se bazează pe principiul clasic al ELISA directă. Imunosorbentele sunt tablete din polistiren cu antigen specific virusului inactivat imobilizat, obținut din HIV sau sintetic. Apoi serul testat este adăugat în diluție. Incubarea se efectuează în godeuri cu antigen. După legarea AG la AT, proteinele nelegate sunt spălate de trei ori și apoi se adaugă în godeuri un conjugat de anticorpi la imunoglobulinele umane cu o etichetă enzimatică. Formarea unui complex specific AG + AT este detectată prin introducerea unui substrat pentru enzimă (o soluție de ortofenilendiamină și peroxid de hidrogen). Ca urmare, culoarea mediului se schimbă proporțional cu cantitatea de anticorpi. Rezultatele studiului sunt luate în considerare pe un spectrofotometru. Serurile de sânge care au anticorpi specifici virusului conform ELISA ar trebui investigate în continuare prin imun blotting.

Imun blotting este un test de confirmare, deoarece detectează anticorpi la diferite proteine ​​HIV. Se bazează pe fracționarea preliminară în funcție de greutatea moleculară (separarea) proteinelor HIV prin electroforeză pe gel de poliacrilamidă urmată de transferul antigenilor pe o membrană de nitroceluloză. Serul de testat este apoi aplicat pe membrană. În acest caz, anticorpii specifici formează un complex cu un antigen specific (gp.120, gp.41, p.24, p.18). Etapa finală a studiului este detectarea anticorpilor la diferite proteine ​​HIV. Pentru a face acest lucru, în sistem sunt adăugați anticorpi împotriva proteinelor umane marcate cu o enzimă sau un radioizotop. Astfel, în serul pacientului sunt detectați (sau nu sunt detectați) anticorpi specifici virusului la toți sau majoritatea antigenilor HIV.

3. Studii ale stării imunitare. Scopul identificării:

1) scăderea raportului de celule CD4 / CD8 (în N 2 și >, cu SIDA - 0,5 și
2) scăderea conținutului de celule CD4 (
3) prezența unuia dintre semnele de laborator, inclusiv anemie, leucopenie, trombocitopenie, limfopenie;

4) creșterea concentrației de Ig A și Ig G în serul sanguin;

5) scăderea răspunsului granulării blastice a limfocitelor la mitogeni;

6) absența reacției cutanate GTZ la mai mulți antigeni;

7) creșterea nivelului complexelor imune circulante.

DEZVOLTAREA TUMORILOR, INFECȚIILOR OPORTUNISTE ȘI INVAZIILOR ÎN INFECȚIA HIV

celulele SNC

T-ajutoare

encefalopatie demență

Încălcarea OMG-urilor și a KIO-urilor

Funcția afectată a T-killers

Ontogeneză

Sarcomul Kaposi, limfomul cerebral

Infecții oportuniste cauzate de

Viruși

Protozoare

bacterii

Helminți

• 
  Herpes simplex I și II;
• 
  herpes zoster;
• 
  Citomegalovirus;
• 
  virusul Epstein-Barr;

Pentru a preveni o infecție virală - variola a fost propusă de un medic englez E. Jennerîn 1796, cu aproape o sută de ani înainte de descoperirea virusurilor, al doilea vaccin - antirabică, a fost propus de fondatorul microbiologiei L. Pasteurîn 1885 – cu șapte ani înainte de descoperirea virușilor.

Onoarea de a descoperi viruși îi aparține compatriotului nostru DI. Ivanovski, care pentru prima dată în 1892 a dovedit existența unui nou tip de patogen folosind exemplul bolii mozaicului de tutun.

Ca student la Universitatea din Sankt Petersburg, a călătorit în Ucraina și Basarabia pentru a studia cauzele bolii tutunului, iar apoi, după absolvirea universității, și-a continuat cercetările la Grădina Botanică Nikitsky de lângă Ialta. În conținutul frunzei afectate, nu a găsit bacterii, dar sucul plantei bolnave a provocat daune frunzelor sănătoase. Ivanovsky a filtrat sucul unei plante bolnave printr-o lumânare Chamberlain, ai cărei pori rețineau cele mai mici bacterii. Drept urmare, el a descoperit că agentul patogen a trecut chiar și prin astfel de pori, deoarece filtratul a continuat să provoace boli în frunzele de tutun. Cultivarea sa pe medii nutritive artificiale s-a dovedit a fi imposibilă. DI. Ivanovsky ajunge la concluzia că agentul patogen are o natură neobișnuită: este filtrat prin filtre bacteriene și nu este capabil să crească pe medii nutritive artificiale. El a numit noul tip de agent patogen „bacteriile filtrabile”.

Ivanovsky a descoperit că boala tutunului, comună în Crimeea, este cauzată de un virus foarte contagios și are o specificitate de acțiune strict pronunțată. Această descoperire a arătat că, alături de formele celulare, există sisteme vii care sunt invizibile microscoapelor cu lumină obișnuită, trec prin filtre fin poroase și lipsite de o structură celulară.

6 ani mai târziu, în 1898, după descoperirea de către D.I. Ivanovsky, om de știință olandez M. Beijerink a confirmat datele obținute de omul de știință rus, ajungând însă la concluzia că agentul cauzal al mozaicului de tutun este o contagiune vie lichidă. Ivanovski nu a fost de acord cu această concluzie. Datorită cercetărilor sale uimitoare F. Leffler şi P. Froschîn 1897 a stabilit etiologia virală a febrei aftoase, a arătat că agentul cauzal al febrei aftoase trece și prin filtre bacteriene. Ivanovsky, analizând aceste date, a ajuns la concluzia că agenții febrei aftoase și mozaicul tutunului sunt fundamental similari. Într-o dispută cu M. V. Beijerinck, Ivanovsky s-a dovedit a avea dreptate.

Experimentele D.I. Ivanovsky au stat la baza tezei sale „Despre două boli ale tutunului”, prezentată în 1888 și expuse într-o carte cu același nume, publicată în 1892 Acest an este considerat anul descoperirii virusurilor.

Ulterior, au fost descoperiți și studiati agenții cauzatori ai multor boli virale ale oamenilor, animalelor și plantelor.

Ivanovsky a descoperit virusul plantei. Loeffler și Frosch au descoperit un virus care infectează animalele. În cele din urmă, în 1917 d'errel a descoperit bacteriofag - un virus care infectează bacteriile. Astfel, virușii provoacă boli ale plantelor, animalelor, bacteriilor.

Cuvântul „virus” înseamnă otravă, a fost folosit de Louis Pasteur pentru a desemna un principiu infecțios. Mai târziu, a fost folosit denumirea de „ultravirus” sau „virus de filtru”, apoi definiția a fost eliminată și termenul de „virus” a prins rădăcini.

În 1892, contemporanul și cel mai apropiat colaborator al lui Pasteur I.I. Mechnikov N.F. Gamaleya(1859-1949) au descoperit fenomenul de dizolvare spontană a microbilor, care, așa cum a stabilit D'Herelle, se datorează acțiunii unui virus bacterian - un fag.

Sub conducerea I.I. Mechnikova N.F. Gamaleya a participat la crearea primei stații bacteriologice din Rusia și a celei de-a doua stații Pasteur din lume. Cercetările sale sunt dedicate studiului infecțiilor și imunității, variabilității bacteriilor, prevenirii tifosului, variolei și a altor boli.

În 1935 W. Stanley virusul mozaic al tutunului izolat (TMV) sub formă cristalină din sucul de tutun afectat de boala mozaicului. Pentru aceasta a fost distins cu Premiul Nobel în 1946.

În 1958 R. Franklin şi K. Holm, investigând structura TMV, a descoperit că TMV este o formațiune cilindrică goală.

În 1960 Gordon și Smith a constatat că unele plante sunt infectate cu acid nucleic TMV liber, și nu cu întreaga particulă de nucleotide. În același an, un proeminent om de știință sovietic L.A. Zilber a formulat principalele prevederi ale teoriei virogenetice.

În 1962, oamenii de știință americani A. Siegel, M. Zeitlin și O. I. Zegal a obținut experimental o variantă de TMV care nu are o înveliș proteic, a constatat că proteinele din particulele TMV defecte sunt aranjate aleatoriu, iar acidul nucleic se comportă ca un virus cu drepturi depline.

În 1968 R.Shepard a descoperit un virus ADN.

Una dintre cele mai mari descoperiri în virologie este descoperirea majorității structurilor diferitelor viruși, a genelor acestora și a enzimelor de codificare - transcriptaza inversă. Scopul acestei enzime este de a cataliza sinteza moleculelor de ADN pe un șablon molecular.

În dezvoltarea virologiei mare rol aparține oamenilor de știință: I.I. Mechnikov (1845-1916), N.F. Gamaleya (1859-1949), L.A. Zilber (1894-1966), V.M. Jdanov (1914-1987), Z.V. Ermolyeva (1898-1979), A.A. Smorodintsev (1901-1989), M.P. Chumakov (1909-1990) și alții.

În virologie, sunt luate în considerare mai multe perioade de dezvoltare.

PERIOADE DE DEZVOLTARE A VIROLOGIEI

Progresul rapid în domeniul cunoașterii virusologice, bazat în mare măsură pe realizările științelor naturale conexe, a condus la posibilitatea cunoașterii în profunzime a naturii virusurilor. Ca în nicio altă știință, în virologie are loc o schimbare rapidă și clară a nivelurilor de cunoaștere - de la nivelul organismului la nivelul submolecular.

Perioadele date de dezvoltare a virologiei reflectă acele niveluri care au fost dominante timp de una până la două decenii.

Nivelul organismului (30-40 de ani ai secolului XX).

Principalul model experimental îl reprezintă animalele de laborator (șoareci albi, șobolani, iepuri, hamsteri, maimuțe etc.), primul virus model principal a fost .

În anii 1940, embrionii de pui au intrat ferm în virologie ca model experimental. Erau foarte sensibili la virusurile gripale și la alții. Utilizarea acestui model a fost posibilă datorită cercetărilor unui virolog și imunolog australian F. Burnet, autor al primului manual de virologie „Virus ca organism”. În 1960 F. Burnet şi P. Medawar distins cu Premiul Nobel pentru Virologie.

Descoperire în 1941 de către un virolog american Crâng Fenomenul de hemaglutinare a contribuit foarte mult la studiul interacțiunii virusului cu celula pe modelul virusului gripal și.

O mare contribuție a virologilor domestici la virologia medicală a fost studiul bolilor focale naturale -. În 1937, a fost organizată prima expediție, condusă de Zilber, care a inclus Levkovich, Shubladze, Chumakov, Solovyov și alții.. Datorită cercetărilor, a fost descoperit virusul encefalitei transmise de căpușe, iar purtătorii acestuia au fost identificați. - ixodid, au fost dezvoltate metode de diagnosticare, prevenire și tratament de laborator. Virologii sovietici au studiat bolile hemoragice virale, au dezvoltat medicamente în scop diagnostic și terapeutic.

Nivelul celulei (40-50 ai secolului XX).

În 1949 are loc un eveniment semnificativ din istoria virologiei - descoperirea posibilității de cultivare a celulelor în condiții artificiale. În 1952 J. Enders, T. Weller, F. Robbins au primit Premiul Nobel pentru dezvoltarea metodei culturii celulare. Utilizarea culturii celulare în virologie a fost un eveniment cu adevărat revoluționar care a servit drept bază pentru izolarea a numeroase virusuri noi, identificarea, clonarea și studiul interacțiunii lor cu celula. A devenit posibil să se obțină vaccinuri culturale. Această posibilitate a fost dovedită pe exemplul unui vaccin împotriva. În colaborare cu virologii americani J. Salk şi A. Sabin, virologi sovietici M.P. Chumakov, A.A. Smorodintsev iar alții au dezvoltat o tehnologie de producție, au testat și au pus în practică vaccinuri ucise și vii împotriva. În 1959, a fost efectuată o imunizare în masă a populației de copii din URSS (aproximativ 15 milioane) cu un vaccin poliomielitei viu, ca urmare, incidența poliomielitei a scăzut brusc și formele paralitice ale bolii au dispărut practic. În 1963, pentru dezvoltarea și introducerea în practică a unui vaccin viu împotriva poliomielitei, M.P. Chumakov și A.A. Smorodintsev a fost distins cu Premiul Lenin. În 1988, ea a luat o decizie privind eradicarea globală a poliomielitei. În Rusia, această boală nu a fost înregistrată din 2002.

O altă aplicație importantă a tehnicii de cultivare a virusului a fost obținerea J. Endersși vaccinul viu Smorodintsev, a cărui utilizare pe scară largă a dus la o scădere semnificativă a incidenței rujeolei și este baza pentru eradicarea acestei infecții.

Au fost introduse pe scară largă în practică și alte vaccinuri culturale – encefalită, febră aftoasă, antirabică etc.

Nivelul molecular (50-60 ai secolului XX).

În virologie, metodele biologiei moleculare au început să fie utilizate pe scară largă, iar virusurile, datorită organizării simple a genomului lor, au devenit un model comun pentru biologia moleculară. Nici o singură descoperire în biologia moleculară nu este completă fără un model viral, inclusiv codul genetic, întregul mecanism de exprimare a genomului intracelular, replicarea ADN-ului, procesarea (maturarea) informațiilor etc.

La rândul său, utilizarea metodelor moleculare în virologie a făcut posibilă stabilirea principiilor structurii (arhitecturii) indivizilor virali - metodele de penetrare a virusurilor în celulă și reproducerea lor.

Nivel submolecular (anii 70-80 ai secolului XX).

Dezvoltarea rapidă a biologiei moleculare deschide posibilități pentru studierea structurii primare a acizilor nucleici și proteinelor. Există metode de secvențiere a ADN-ului, determinarea secvențelor de aminoacizi ai proteinelor. Obțineți primele hărți genetice ale genomurilor virusurilor care conțin ADN.

În 1970, D. Baltimore și, în același timp, G. Temin și S. Mizutani au descoperit transcriptaza inversă ca parte a virusurilor oncogene care conțin ARN, o enzimă care rescrie ADN-ul. Sinteza genelor cu ajutorul acestei enzime pe un șablon izolat din polizomi ARNm devine reală. Devine posibil să se transcrie ARN-ul în ADN și să se efectueze secvențierea acestuia.

În 1972, a apărut o nouă ramură a biologiei moleculare - ingineria genetică. Anul acesta, P. Berg a publicat un raport în SUA despre crearea unei molecule de ADN recombinant, care a marcat începutul erei ingineriei genetice. Devine posibilă obținerea unui număr mare de acizi nucleici și proteine ​​prin introducerea de ADN recombinat în genomul procariotelor și eucariotelor simple. Una dintre principalele aplicații practice ale noii metode este producerea de preparate proteice ieftine care sunt importante în medicină (interferon) și agricultură (hrană proteică ieftină pentru animale).

Această perioadă este caracterizată de descoperiri importante în domeniul virologiei medicale. Studiul se concentrează pe cele trei boli cele mai răspândite care provoacă daune enorme sănătății oamenilor și economiei naționale - cancerul, hepatita.

Au fost stabilite cauzele epidemiei de gripă recurente în mod regulat. Virusurile canceroase ale animalelor (păsări, rozătoare) au fost studiate în detaliu, a fost stabilită structura genomului acestora și a fost identificată gena responsabilă de transformarea malignă a celulelor, oncogena. S-a stabilit că hepatitele A și B sunt cauzate de viruși diferiți: provoacă un virus care conține ARN, atribuit familiei picornavirusurilor, și hepatita B, un virus care conține ADN, atribuit familiei hepadnavirusurilor. În 1976, Blumberg, în timp ce studia antigenele din sângele aborigenilor australieni, a descoperit așa-numitul antigen australian, pe care l-a confundat cu unul din sânge. Ulterior s-a constatat că acesta este antigenul hepatitei B, al cărui transport este comun în toate țările lumii. Pentru descoperirea antigenului australian, Blumberg a primit Premiul Nobel în 1976.

Un alt Premiu Nobel în 1976 a fost acordat omului de știință american K. Gaidushek, care a stabilit etiologia virală a uneia dintre infecțiile lente umane - kuru, observată la unul dintre triburile native de pe insula Noua Guinee și asociată cu un ritual ritual - mâncând creierul infectat al rudelor decedate.

Din a doua jumătate a anilor 1980, virologii s-au implicat activ în dezvoltarea problemei infecției cu HIV care a apărut brusc în lume. Acest lucru a fost facilitat de experiența semnificativă a oamenilor de știință autohtoni cu retrovirusuri.

Microbiologia medicală, virologia și, în multe privințe, datorează cercetări oamenilor de știință autohtoni, cum ar fi N.F. Gamaleya (1859-1949), P.F. Zdrodovsky (1890-1976), L.A. Zilber (1894-1966), D.I. Ivanovski (1864-1920), L.A. Tarasevici (1869-1927), V.D. Timakov (1904-1977), E.I. Martsinovsky (1874-1934), V.M. Jdanov (1914-1987), Z.V. Ermolyeva (1898-1979), A.A. Smorodintsev (1901-1989), M.P. Chumakov (1909-1990), P.N. Kashkin (1902-1991), B.P. Pervushin (1895-1961) și mulți alții.

INSTITUȚII VIROLOGICE ȘTIINȚIFICE

Primele laboratoare virologice din țara noastră au fost înființate în anii 30: în 1930 - un laborator pentru studiul virusurilor plantelor la Institutul Ucrainean pentru Protecția Plantelor, în 1935 - un departament de viruși la Institutul de Microbiologie al Academiei de Științe a URSS. , iar în 1938 a fost reorganizat în Departamentul de Viruși ai Plantelor, care timp de mulți ani a fost condus de V.L. Ryzhkov. În 1935, la Moscova a fost organizat Laboratorul Virologic Central al Comisariatului Poporului de Sănătate al RSFSR, care era condus de L.A. Zilber, iar în 1938 acest laborator a fost reorganizat în Departamentul de Viruși al Institutului de Medicină Experimentală All-Union, A.A. Smorodintsev. În 1946, pe baza Departamentului de Viruși, a fost înființat Institutul de Virologie al Academiei de Științe Medicale a URSS, care în 1950 a fost numit după D.I. Ivanovski.

În anii 50 și 60, în țara noastră au fost create instituții virologice științifice și industriale: Institutul de Encefalită Virală al Academiei de Științe Medicale a URSS, Institutul de Preparate Virale al Ministerului Sănătății al URSS, Institutul de Boli Infecțioase din Kiev, Institutul de Cercetare a Gripei al Uniunii Europene al Ministerului Sănătății al URSS din Leningrad și al altora.

Un rol important în formarea virologilor l-a jucat organizarea în 1955 a Departamentului de Virologie din cadrul Institutului Central de Pregătire Avansată a Medicilor din cadrul Ministerului Sănătății al URSS. Au fost create departamente de virologie la facultățile de biologice ale universităților din Moscova și Kiev.

Universitatea de Stat din Saratov numită după N. G. Chernyshevsky

VIROLOGIE

MATERIALE METODOLOGICE

Ajutor didactic pentru studenții Facultății de Biologie

Virologie. Materiale metodice: Metoda de predare. indemnizație pentru studenți. biol. fals. / Autori-comp. E. V. Glinskaya, E. S. Tuchina, S. V. Petrov.

– Saratov, 2013. 84 p.: ill.

ISBN 978-5-292-03935-8

Manualul educațional și metodic a fost întocmit în conformitate cu „Programul în Virologie pentru studenții facultăților de biologice ale universităților”.

Conține material teoretic privind istoria dezvoltării virologiei, natura și originea virusurilor, compoziția chimică, morfologia și reproducerea virusurilor, diversitatea virusurilor, patogeneza și diagnosticul de laborator al infecțiilor virale și caracteristicile imunității antivirale. . La sfârșitul manualului, există un plan pentru efectuarea lucrărilor de laborator, un glosar de termeni de bază și sarcini de testare pentru autocontrol.

Pentru studenții Facultății de Biologie, care studiază în direcția de pregătire 020400 „Biologie”.

Catedra de Microbiologie și Fiziologie a Plantelor, Facultatea de Biologie

(Universitatea de Stat din Saratov numită după N. G. Chernyshevsky)

Doctor în științe biologice L. V. Karpunina (Universitatea Agrară de Stat din Saratov, numită după N. I. Vavilov)

INTRODUCERE

Virologia se ocupă cu studiul naturii și originii virusurilor, compoziției lor chimice, morfologiei, mecanismelor de reproducere, aspectelor biochimice și genetice moleculare ale relației lor cu organismele celulare, problemele imunității antivirale și elaborarea măsurilor și mijloacelor de prevenire, diagnosticare și tratarea bolilor virale.

Relevanța virologiei în acest moment este dincolo de orice îndoială. Virușii sunt unul dintre principalii agenți cauzali ai multor boli infecțioase și oncologice la oameni, animale și plante. Virușii sunt un subiect ideal pentru biologi moleculari și geneticieni.

Manualul este destinat pregătirii studenților pentru seminarii și orele practice de la cursul „Virologie”. Manualul discută problemele teoretice ale virologiei generale, prezintă un plan detaliat pentru lucrări practice, oferă o listă a literaturii necesare, precum și sarcini de testare pentru autocontrol.

As vrea sa sper ca tutorial„Virologie. Materialele metodologice” vor fi utile atât studenților și profesorilor universitari, cât și virologilor.

Secțiunea 1. Virologia ca știință. Istoria dezvoltării virologiei. Natura și originea virusurilor.

VIROLOGIA CA ŞTIINŢĂ

Virologia este o știință care studiază natura și originea virusurilor, compoziția lor chimică, genetica, structura, morfologia, mecanismele de reproducere și interacțiunea cu organismele celulare.

Virologia ocupă un loc important printre științele biologice. Semnificația sa teoretică și practică pentru medicină, medicina veterinară și agricultură este mare. Bolile virale sunt răspândite la oameni, animale și plante; în plus, virusurile servesc drept modele pe care sunt studiate principalele probleme de genetică și biologie moleculară. Studiul virusurilor a condus la înțelegerea structurii fine a genelor, la descifrarea codului genetic și la identificarea mecanismelor de mutație.

Virologia modernă include următoarele secțiuni:

- virologie generală, care studiază principiile de bază ale structurii și reproducerii virusurilor, interacțiunea acestora cu celula gazdă, originea și distribuția virusurilor în natură.

- virologia privată (medicală, veterinară și agricolă) studiază caracteristicile diferitelor grupe sistematice de virusuri umane, animale și vegetale și dezvoltă metode de diagnosticare, prevenire și tratare a bolilor cauzate de aceste virusuri.

- studii de virologie moleculară structura genetică moleculară a virusurilor, structura și funcțiile acizilor nucleici virali, mecanismele de exprimare a genelor virale, procesele de interacțiune cu celula, natura rezistenței organismelor la boli virale, evoluția moleculară a virusurilor.

ISTORIA DEZVOLTĂRII VIROLOGIEI

Primele mențiuni despre boli virale ale oamenilor și animalelor se găsesc în prezent sursele scrise popoarele antice. În special, ele conțin informații despre epizootiile rabiei la lup, șacali și câini și poliomielita în Egiptul antic (II-III mii de ani î.Hr.). Variola era cunoscută în China cu o mie de ani înaintea erei noastre. poveste lungă are și febra galbenă, care de secole i-a decimat pe pionierii din Africa tropicală și pe marinari. Primele descrieri ale bolilor virale ale plantelor se referă la variația pitorească a lalelelor, care au fost cultivate de cultivatorii de flori olandezi de aproximativ 500 de ani.

Începutul formării virologiei ca știință poate fi considerat sfârșitul secolului al XIX-lea. Lucrând la crearea unui vaccin împotriva rabiei, L. Pasteur în anii 80. Secolul XIX a folosit pentru prima dată termenul „virus” (din latinescul „virus” – otravă) pentru a se referi la un agent infecțios. Pasteur a fost primul care a folosit animale de laborator în cercetarea virusurilor. El a inoculat material obținut de la pacienții cu rabie în creierul unui iepure. Cu toate acestea, Pasteur nu a făcut distincția între viruși în sine și alți agenți infecțioși.

Primul care a identificat virușii ca grup independent de agenți infecțioși a fost savantul rus D.I. Ivanovsky. În 1892, ca urmare a propriilor cercetări, a ajuns la concluzia că boala mozaicului de tutun este cauzată de bacteriile care trec prin filtrul Chamberlain, care, de altfel, nu sunt capabile să crească pe substraturi artificiale. Datele prezentate despre agentul cauzal al mozaicului de tutun au fost pentru o lungă perioadă de timp criteriile de clasificare a agenților patogeni ca „viruși”: filtrabilitate prin filtre „bacteriene”, incapacitatea de a crește pe medii artificiale, reproducerea tiparului bolii printr-un filtrat eliberat de bacterii. și ciuperci.

În 1898, M. Beijerinck a confirmat și extins studiile lui D.I. Ivanovsky asupra virusului mozaicului de tutun și a formulat prima teorie cu drepturi depline despre viruși ca o nouă clasă de microorganisme și agenți patogeni. În ciuda faptului că mulți oameni de știință străini i-au atribuit descoperirea virușilor, M. Beyerink a recunoscut prioritatea lui D.I. Ivanovsky.

În anii următori, microbiologii și medicii au stabilit etiologia virală a multor boli antroponotice și zoonotice. Deci, deja în 1898, F. Leffler și P. Frosch au stabilit filtrabilitatea agentului cauzal al febrei aftoase la vaci. Ei au fost primii care au demonstrat că virusurile pot infecta nu numai plantele, ci și animalele.

O serie de descoperiri de noi viruși au avut loc în primul deceniu al secolului XX. A început cu cercetările lui W. Reid, care a stabilit în 1901 natura virală a febrei galbene tropicale. W. Reid a condus cercetarea, în cadrul căreia s-a constatat că virusul febrei galbene este prezent în sângele pacientului în primele trei zile de boală și că se poate transmite printr-o mușcătură de țânțar; astfel, s-a demonstrat pentru prima dată că virusurile pot fi transmise de insecte. Șapte ani mai târziu, poliomielita (K. Landsteiner și E. Popper), febra dengue (P. Ashbury și C. Kraich) și leucemia de pui (W. Ellerman și O. Bang) s-au dovedit a fi, de asemenea, boli virale. În 1911, F. Routh a furnizat dovezi irefutabile ale prezenței în extractul de țesuturi de sarcom de pui a unui virus oncogen capabil să provoace o tumoare la păsările sănătoase. Datorită cercetărilor lui H. Aragan și E. Paschen (1911–1917),

natura virală a varicelei este cunoscută. Simultan cu ei T. Anderson

Și J. Goldberg a stabilit etiologia virală a rujeolei.

ÎN 1915 F. Twort a descoperit virusuri bacteriene. În 1917, independent de el, virusurile bacteriene au fost descoperite de F. D'Herelle, care a introdus termenul de „bacteriofag”.

Al doilea val de descoperiri de virusuri ale bolilor antroponotice se încadrează în anii 30. ultimul secol. În 1933, W. Smith, C. Andrews și P. Laidlaw au descoperit că gripa este cauzată nu de bacterii, ci de viruși. Până la începutul celui de-al Doilea Război Mondial, parotita epidemică (K. Johnson, E. Goodpasture, 1934), encefalita japoneză de țânțar de vară-toamnă (M. Hayashi, A.S. Smorodintsev, 1934–1938), mult-

în 1937 de G. Findley și F. McCallum și a confirmat acest lucru în experimente pe maimuțe și voluntari umani în 1943–1944. D. Cameron, F. McCallum și W. Havens.

Primul pas spre descrierea structurii moleculare a virusurilor a fost făcut în 1935, când W. Stanley a obținut cristale ale virusului mozaic al tutunului. A devenit posibil să se studieze în detaliu structura fină a virusurilor în anii 1950 și 1960. Secolul XX după îmbunătățirea microscopului electronic.

În 1938, M. Taylor a primit un vaccin viu slăbit împotriva febrei galbene. Vaccinul dezvoltat s-a dovedit a fi atât de fiabil și eficient încât este folosit până în zilele noastre. A salvat milioane de vieți și a servit drept model pentru dezvoltarea multor vaccinuri ulterioare. În plus, Taylor a îmbunătățit și a introdus în sistem utilizarea șoarecilor ca animale sensibile. La începutul anilor 30. pe lângă șoareci, au început să fie folosiți și embrioni de pui, adică. A apărut o altă sursă de țesuturi susceptibile la infecția cu viruși și capabile să le susțină reproducerea.

Pe măsură ce sistemele experimentale s-au îmbunătățit, s-au dezvoltat metode de cercetare cantitativă. Prima metodă precisă și rapidă de numărare a celulelor afectate de virus a fost dezvoltată în 1941, când G. Hirst a demonstrat că virusul gripal provoacă aglutinarea eritrocitelor.

Dezvoltarea virologiei a fost facilitată de dezvoltarea metodei culturii celulare. În 1949, într-un experiment cheie al lui J. F. Enders, T. H. Weller și F. S. Robbins, s-a demonstrat că culturile celulare susțin creșterea virusului poliomielitei. Această descoperire a inaugurat era virologiei moderne și a stimulat o serie de studii care au condus în cele din urmă la izolarea multor virusuri care cauzează boală gravăîntr-o persoană. În anii 50 și 60. secolul al XX-lea ai fost

unele enterovirusuri și virusuri respiratorii sunt împărțite, se stabilesc motivele un numar mare boli, a căror origine virală până în acel moment era doar presupusă. De exemplu, în 1953 M. Bloomberg a descoperit virusul hepatitei B și a creat primul vaccin împotriva acestuia. În 1952, R. Dulbecco a aplicat metoda plăcii la virusurile animale.

Descoperirea bacteriofagelor a fost apreciată abia la sfârșitul anilor 1930, când virusurile bacteriene au început să fie folosite ca model convenabil pentru studierea interacțiunilor virus-celulă în studiile genetice și biochimice. În 1939, E. Ellis și M. Delbrück au prezentat conceptul de „ciclu de creștere a virusului într-o singură etapă”. Această lucrare a pus bazele înțelegerii naturii reproducerii virusului, care constă în asamblarea componentelor individuale.

Descoperiri importante pentru biologia moleculară au fost făcute folosind virușii animale ca obiecte de cercetare. În 1970, Kh. M. Temin și D. Baltimore au descoperit în mod independent o revers transcriptază în retrovirusuri capabile să sintetizeze ADN pe un matriță de ARN. În 1976, D. Bishop și H. Varmus au descoperit că oncogenei virusului sarcomului Rous este prezentă și în genomul celulelor normale animale și umane. În 1977, R. Roberts și F. Sharp au arătat în mod independent structura discontinuă a genelor de adenovirus. În 1972, P. Berg a creat primele molecule de ADN recombinant construite pe baza genomului ADN circular al virusului SV40 cu includerea genelor fagului λ și a operonului galactoză Escherichia coli. Această muncă a dat naștere tehnologiei ADN recombinant. În 1977, a devenit cunoscută prima secvență completă de nucleotide a genomului unui obiect biologic: H. E. Sanger și colegii au determinat secvența de nucleotide a genomului fagului ØX174. În 1990, a fost făcută prima încercare de succes de a utiliza terapia genică în practica clinică: un copil care suferă de imunodeficiență combinată severă, o boală asociată cu un defect al genei adenozin deaminidazei, a fost introdus cu o copie normală a genei folosind un vector construit. pe baza genomului retrovirusului.

În anii 50 și 60 au fost efectuate și studii pentru a studia agenți virali atipici. În 1957, D. Gaidushek a sugerat că boala kuru este cauzată de unul dintre virusurile cu infecție lentă. Cu toate acestea, abia în 1982 a fost dezvăluită natura virusurilor cu infecție lentă („virusul lentă”), când S. Prusiner a demonstrat că scrapie este cauzată de proteinele infecțioase, pe care le-a numit prioni.

ÎN 1967 T. O. Diner a descoperit viroizi, agenți infecțioși, care sunt molecule circulare de ARN, cauzatoare de boliîn plante.

ÎN În anii următori, lista virușilor deschisi a continuat să crească. În 1981, a fost izolat un virus leucemic limfocite T umane - per-

Un nou virus despre care s-a demonstrat în mod fiabil că provoacă cancer la oameni.

NATURA ŞI ORIGINEA VIRUSURILOR

Ideile despre natura virușilor au suferit schimbări semnificative de la descoperirea lor.

DI. Ivanovsky și alți cercetători din acea vreme au subliniat două proprietăți ale virusurilor care au făcut posibilă distingerea lor într-un grup separat de organisme vii: filtrabilitatea și incapacitatea de a se înmulți pe medii nutritive artificiale. Mai târziu s-a dovedit că aceste proprietăți nu sunt absolute, deoarece s-au găsit forme filtrante de bacterii (forme L) și micoplasme care nu au crescut pe medii nutritive artificiale și au fost apropiate ca mărime de cele mai mari viruși (virus variola, mimivirus, megavirus, pandoravirus).

Proprietățile unice ale virusurilor includ metoda lor de reproducere, care diferă mult de metoda de reproducere a tuturor celorlalte celule și organisme. Virușii nu cresc, reproducerea lor este desemnată drept reproducere disjunctivă, ceea ce subliniază dezbinarea în spațiu și timp a sintezei componentelor virale cu asamblarea și formarea ulterioară a virionilor.

În legătură cu cele de mai sus, au apărut în mod repetat discuții despre ce sunt virușii - vii sau nu, organisme sau nu organisme? Desigur, virușii au proprietățile de bază ale tuturor celorlalți viruși.

forme de viață - capacitatea de a se reproduce, ereditate, variabilitate, adaptabilitate la condiții Mediul extern. Ocupă o anumită nișă ecologică, sunt supuși legilor evoluției lumii organice. Pe la mijlocul anilor 40. În secolul al XX-lea, a existat ideea virușilor ca fiind cele mai primitive microorganisme. dezvoltare logica Aceste opinii au fost introducerea termenului „virion”, care desemnează un individ viral extracelular. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea cercetărilor privind biologia moleculară a virușilor, au început să se acumuleze fapte care au contrazis ideea virușilor ca organisme. Absența propriului sistem de sinteză a proteinelor, modul disjunctiv de reproducere, integrarea cu genomul celular, existența sateliților virali și a virusurilor defecte, fenomenele de reactivare și completare multiplă - toate acestea nu se încadrează bine în conceptul de viruși. ca organisme.

Toți virușii, inclusiv sateliții și virușii defecte, viroizii și prionii, au ceva în comun care îi unește. Toate acestea sunt structuri genetice autonome capabile să funcționeze și să se reproducă în celulele susceptibile la acestea ale diferitelor grupuri de bacterii, ciuperci, plante și animale. Aceasta este cea mai completă definiție care vă permite să conturați regnul virușilor.

Conform celei de-a doua ipoteze, virusurile sunt descendenții formelor de viață antice, precelulare - protobionte care au precedat apariția formelor de viață celulare, de la care a început evoluția biologică.

Virologie (din lat. vīrus - „otravă” și greacă logos - cuvânt, doctrină) - știința virușilor, o secțiune a biologiei.

Virologia a apărut ca o disciplină independentă la mijlocul secolului al XX-lea. A apărut ca o ramură a patologiei - patologia umană și animală, pe de o parte, și fitopatologia - pe de altă parte. Inițial, virologia oamenilor, animalelor și bacteriilor s-a dezvoltat în cadrul microbiologiei. Succesele ulterioare ale virologiei se bazează în mare măsură pe realizările științelor naturale conexe - biochimie și genetică. Obiectul de studiu al virologiei sunt structurile subcelulare - virusurile. Prin structura și organizarea lor, ele aparțin macromoleculelor, așadar, încă de pe vremea când s-a conturat o nouă disciplină, biologia moleculară, care a combinat diverse abordări ale studiului structurii, funcțiilor și organizării macromoleculelor care determină specificitatea biologică, virologia a avut și deveni parte integrantă biologie moleculara. Biologia moleculară folosește pe scară largă virușii ca instrument de cercetare, iar virologia folosește metode de biologie moleculară pentru a-și rezolva problemele.

Istoria virologiei

Bolile virale precum variola, poliomielita, febra galbenă, pestrița lalelelor sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri, dar nimeni nu știa nimic despre cauzele care le-au provocat de mult timp. La sfârșitul secolului al XIX-lea, când a fost posibilă stabilirea naturii microbiene a unui număr de boli infecțioase, patologii au ajuns la concluzia că multe dintre bolile comune ale oamenilor, animalelor și plantelor nu pot fi explicate prin infecția cu bacterii.

Descoperirea virușilor este asociată cu numele lui D.I. Ivanovsky și M. Beyerink. În 1892, D.I.Ivanovsky a arătat că boala tutunului - mozaicul tutunului - poate fi transferată de la plantele bolnave la cele sănătoase dacă acestea sunt infectate cu sucul plantelor bolnave, trecute anterior printr-un filtru special care prinde bacteriile. În 1898, M. Beijerink a confirmat datele lui D.I.Ivanovsky și a formulat ideea că boala nu este cauzată de o bacterie, ci de un agent infecțios fundamental nou, diferit de bacterii. El l-a numit contagium vivum fluidum - un principiu infecțios lichid viu. La acea vreme, termenul „virus” era folosit pentru a desemna începutul infecțios al oricărei boli - de la cuvântul latin „otrăvire”, „început otrăvitor”. Сontagium vivum fluidum a ajuns să fie numit virus filtrabil, iar mai târziu pur și simplu „virus”. În același an, 1898, F. Lefleur și P. Froshsh au arătat că agentul cauzal al febrei aftoase la bovine trece prin filtre bacteriene. La scurt timp după aceea, s-a constatat că alte boli ale animalelor, plantelor, bacteriilor și ciupercilor sunt cauzate de agenți similari. În 1911, P. Rous a descoperit un virus care provoacă tumori la pui. În 1915, F. Twort și în 1917 F. D'Herelle au descoperit în mod independent bacteriofagi - viruși care distrug bacteriile.

Natura acestor agenți patogeni a rămas neclară timp de mai bine de 30 de ani - până la începutul anilor 30. Acest lucru a fost explicat prin faptul că metodele tradiționale de cercetare microbiologică nu au putut fi aplicate virușilor: virușii, de regulă, nu sunt vizibili la microscopul cu lumină și nu cresc pe medii nutritive artificiale.

Categorii:Concepte de detaliere:

Indiferent de câte cercetări se fac, oamenii de știință recunosc că virușii sunt încă puțin înțeleși și, prin urmare, este destul de dificil să se prezică răspândirea și impactul lor asupra corpului uman și asupra mediului în ansamblu. Și ideea nu este doar că studiul microorganismelor infecțioase necesită personal calificat, echipamente speciale și fonduri considerabile, deoarece fiecare virus are propria sa structură, caracteristici de reproducere și rezistență la mediul extern.

Problema principală este că în condiții sterile de laborator, comportamentul microorganismelor diferă de mediul extern, fie și doar pentru că în condiții naturale interacționează cu alte organisme și acest lucru le afectează inevitabil dezvoltarea și mutațiile. Prin urmare, până acum, natura virușilor, istoria apariției și dezvoltării lor nu au fost studiate temeinic.

O altă problemă serioasă este mutațiile virusului, schimbarea lor sub influența mediu inconjurator. Trebuie să schimbăm constant condițiile experimentelor, să păstrăm statistici privind viteza și forma apariției unei mutații și să le influențăm cu diferite medicamente.

Dar, în ciuda tuturor dificultăților, cercetările în acest domeniu continuă, pentru că fiecare inovație ne apropie de crearea de noi medicamente eficiente, de prevenirea bolilor și a epidemilor. Acest lucru este deosebit de important dat fiind faptul că virușii sunt capabili să infecteze toate celulele existente, atât plantele, cât și oamenii. Numai în ultimele luni au apărut multe perspective de descoperiri, dintre care cele mai importante vor fi discutate în continuare.

3D te ajută să-ți cunoști mai bine inamicul.

Pentru prima dată în istorie, cercetătorii de la Laboratorul Național Suedez de Accelerator SLAC au obținut o imagine tridimensională folosind un laser unic cu raze X care arată o parte din structura internă a unui virus infecțios. Un articol publicat în cel mai recent număr al Physical Review Letters spune că oamenii de știință au investigat așa-numitele mimivirus, care aparține categoriei de viruși giganți, a căror dimensiune este de mii de ori mai mare decât în ​​mod normal. Mimivirusul se remarcă și prin complexitatea sa genetică - are aproape o mie de gene mari, ceea ce este mult mai mult decât cel al HIV.

Experții încearcă de multă vreme să afle mai multe despre mimivirusuri - originea lor, precum și dacă împrumută gene de la organismul gazdă de-a lungul timpului, dar majoritatea experimentelor s-au oprit. Fizicienii suedezi au folosit o nouă tehnică care le-a permis să creeze un model tridimensional al virusului. Cu ajutorul unui software sofisticat dezvoltat la Universitatea Cornell, cercetătorii au făcut multe fotografii și au combinat imagini individuale ale diferitelor particule virale într-o singură imagine 3D generală a mimivirusului. Acest lucru a făcut posibilă obținerea celor mai complete și de încredere informații despre el.

Tehnologia se deschide nouă erăîn virologie: acum va fi mult mai ușor să studiezi microbii și, în consecință, va fi mult mai ușor să te ocupi de ei. Virușii mai mici decât Mimivirus, dar adesea mai virulenți, inclusiv gripa, herpesul și HIV, sunt planificate să fie studiate în același mod în viitorul apropiat.

Gripa - boala rara

Într-un număr nou al revistei PLOS Biology, a apărut un studiu interesant, care indică faptul că adulții cu vârsta peste 30 de ani fac gripă cel mult o dată la cinci ani. La această concluzie a ajuns un grup internațional de oameni de știință condus de specialiști de la Imperial College London. Oamenii de știință spun că atunci când pun un diagnostic, majoritatea medicilor fac greșeala fatală de a confunda virusul gripal cu răceala comună sau cu bolile cauzate de diverși agenți respiratori și infecțioși, precum rinovirusurile sau coronavirusurile.

Cercetătorii au analizat probe de sânge de la 151 de voluntari din sudul Chinei, testându-le pentru nivelurile de anticorpi împotriva a nouă tulpini diferite ale virusului gripal găsite în zonă. În timpul studiului, s-a dovedit că copiii fac gripă o dată la doi ani, dar în cele din urmă dobândesc imunitate.

Prin urmare, gripa pentru adulți este o boală destul de rară și poate fi detectată doar printr-un test de sânge și cu siguranță nu prin simptome „tradiționale externe”. Această descoperire va schimba abordarea diagnosticului la nivel global. raceli precum si metodele de tratare a acestora.

Crocodilii învață să lupte împotriva germenilor

Oamenii de știință de la Universitatea George Mason au descoperit că aligatorii au un sistem imunitar unic care îi protejează de tot felul de viruși și germeni. Detaliile studiului sunt descrise în ultimul număr al revistei. PLUS UNU.

Anterior, experții de la Universitatea din Louisiana au descoperit că serul de sânge de reptile poate distruge 23 de tulpini de bacterii și chiar poate lupta împotriva HIV. Atunci chimiștii au ajuns la concluzia că moleculele antimicrobiene din sângele aligatorilor, cel mai probabil, sunt enzime care descompun un tip special de lipide.

Experimentul actual a arătat că moleculele antimicrobiene din serul sanguin al aligatorilor sunt peptide CAMP sau, așa cum se mai numesc, peptide antimicrobiene cationice. Experimentele, în special, au arătat că distrug cu succes Escherichia coli, Staphylococcus aureus și Pseudomonas aeruginosa.

Rezultatele studiului vor deveni baza pentru crearea unei noi generații de antibiotice, deoarece virusurile au dezvoltat deja rezistență împotriva majorității medicamentelor disponibile.

O modalitate ușoară de a ucide HIV

Reprezentanții Institutului de Cercetare Scripps, cu asistența laboratoarelor americane de top, au creat un nou tip de vaccin HIV. Detaliile studiului sunt descrise în revista Nature.

Virusul imunodeficienței este unul dintre cele mai insidioase, deoarece mută activ și se adaptează la toate medicamentele disponibile. Acest lucru explică în mare măsură faptul că încă nu există niciun medicament eficient împotriva acestuia.

Un nou medicament experimental eCD4-Ig blochează aproape toate tulpinile virusului imunodeficienței, neutralizându-le complet. Este important ca atunci când se desfășoară experimente pe maimuțe, nu a fost găsit niciun răspuns imun al organismului la eCD4-Ig.

Evident, proteina care a devenit baza vaccinului este similară cu cea conținută în celulele unui organism viu. Studiile au arătat, de asemenea, că medicamentul se leagă de învelișul HIV-1 mult mai bine decât cei mai avansați anticorpi neutralizanți, așa că ar putea fi o alternativă viabilă la vaccinurile HIV existente.

Pentru a furniza eCD4-Ig organismului, se folosește un virus adeno-asociat care nu provoacă boli. Odată injectat în țesutul muscular, transformă celulele în fabrici pentru producerea unei noi proteine ​​de protecție care va fi activă timp de mulți ani și, eventual, decenii. Dezvoltatorii medicamentului speră că în acest an vor începe studiile clinice ale vaccinului pe oameni, deoarece medicamentul promite că va scăpa pentru totdeauna omenirea de una dintre bolile mortale.

Armele biologice în acțiune

După cum știți, virușii pot deveni unul dintre cele mai eficiente tipuri de arme biologice: de exemplu, dacă este eliberată variola, mai mult de jumătate din populația lumii va fi distrusă. De asemenea, s-a dovedit că unii viruși au un efect puternic asupra conștiinței ființelor vii. Acest lucru a fost confirmat încă o dată de specialiștii de la Universitatea Franceză din Perpignan, care au publicat o lucrare științifică pe această temă în jurnal. Proceedings of the Royal Society.

Totul începe cu viespea care își depune ouăle și cu ele un virus special DcPV, în interiorul gărgărițelor vii. Trei săptămâni mai târziu, larva viespei iese din corpul victimei și învârte un cocon și buburuză devine complet paralizat.
Virusul DcPV, care a fost identificat mai recent, este considerat cea mai apropiată „rudă” a virusului poliomielitei care cauzează paralizie. De asemenea, s-a stabilit că înmulțindu-se activ, afectează sistemul nervos. Toate aceste simptome sunt demonstrate clar de o gărgăriță al cărei creier este ocupat de DcPV.

SPUNE PRIETENI

 

Ar putea fi util să citiți:

• Ziua sfintelor femei purtătoare de mir;
• Purtător de pasiune Evgheni Botkin Mucenic Evgheni Botkin;
• Rap sacru: Chuvash „Okhlobystin” îi învață pe adolescenți dragostea și smerenia cu recitativ;
• Cursuri misionare eparhiale: Prelegere despre lucrarea misionară a Protodiaconului A;
• Cum să înțelegi ce îi place unui scorpion;
• Apocalipsa zombie online cu prietenii;
• Jocuri online zombie apocalipsa joc;
• Probleme la lansarea jocului Fifa;