Цитопатический эффект

редактировать
Микрофотография, показывающая вирусный цитопатический эффект вирус простого герпеса (многоядерный, матовый стеклянный хроматин). Пап-тест. Окраска Папаниколау.

Цитопатический эффект или цитопатогенный эффект (сокращенно CPE ) относится к структурным изменениям в клетках-хозяевах, которые вызваны вирусной инвазией. Заражающий вирус вызывает лизис клетки-хозяина или когда клетка умирает без лизиса из-за неспособности к воспроизводству. Оба эти эффекта происходят из-за CPE. Если вирус вызывает эти морфологические изменения в клетке-хозяине, он считается цитопатогенным. Общие примеры CPE включают округление инфицированной клетки, слияние с соседними клетками с образованием синцития, а также появление ядерных или цитоплазматических телец включения.

CPE, а также другие изменения в морфологии клеток - это только некоторые из многих эффектов цитоцидных вирусов. Когда цитоцидный вирус поражает пермиссивную клетку, вирусы убивают клетку-хозяина за счет изменений в морфологии клетки, физиологии клетки и последующих биосинтетических событиях. Эти изменения необходимы для эффективной репликации вируса, но за счет клетки-хозяина.

Содержание

  • 1 Диагностика
  • 2 Общие типы
    • 2.1 Полное разрушение
    • 2.2 Полное разрушение
    • 2.3 Очаговая дегенерация
    • 2.4 Набухание и комкование
    • 2.5 Пенистая дегенерация
    • 2.6 Синциций
    • 2.7 Тельца включения
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Диагностика

CPE - важные аспекты вирусная инфекция в диагностике. Многие CPE можно увидеть в незакрепленных, неокрашенных клетках при малом увеличении оптического микроскопа, при опущенном конденсоре и частично закрытой ирисовой диафрагме. Однако для некоторых CPE, а именно телец включения, клетки необходимо фиксировать и окрашивать, а затем рассматривать под световым микроскопом. CPE некоторых вирусов являются характерными и поэтому могут быть важным инструментом для вирусологов при диагностике инфицированного животного или человека. Частота появления CPE также является важной характеристикой, которую вирусологи могут использовать для определения типа вируса. Если ЦПЭ появляется через 4–5 дней in vitro при низкой множественности инфекции, вирус считается медленным. Если CPE появляется через 1-2 дня in vitro при низкой множественности инфекции, то вирус считается быстрым. Прививки всегда происходят при низкой множественности инфекции, потому что при высокой множественности инфекции все CPE происходят быстро.

Обычно первым признаком вирусных инфекций является округление клеток. Тельца включения затем часто появляются в ядре клетки и / или цитоплазме клетки-хозяина. Тельца включения можно сначала идентифицировать с помощью световой микроскопии в мазках крови пациента или окрашенных срезах инфицированных тканей. Однако, чтобы полностью охарактеризовать их состав, необходимо выполнить электронную микроскопию. Тельца включения могут быть либо скоплением побочных продуктов репликации вируса, либо измененными органеллами или структурами клетки-хозяина.

Некоторые вирусные инфекции вызывают странный CPE, образование синцитий. Синцитии - это большие цитоплазматические массы, содержащие множество ядер. Обычно они производятся путем слияния инфицированных клеток. Этот механизм полезен для вируса, поскольку он позволяет вирусу распространяться от инфицированных к неинфицированным клеткам.

Вирусные инфекции могут иметь клинически значимые фенотипические CPE. Например, для вируса гепатита C (HCV) стеатоз печени является достаточно характерным для вируса, чтобы его можно было использовать для определения генотипа, генетический состав вируса. Пациенты с генотипом 3 HCV имеют значительно большую вероятность развития стеатоза печени, чем пациенты с генотипом 1. Кроме того, CPE могут использоваться во время исследований для определения эффективности нового лекарственного средства. Был разработан анализ, который проверяет CPE вируса денге для оценки жизнеспособности клеток.

Из-за специфичности CPE для клеток-хозяев исследователи также могут использовать их для проверки любых несоответствий в эксперименте. На многие вирусные инфекции разные штаммы клеток-хозяев могут давать характерный ответ. В настоящее время в исследовательском сообществе существует много опасений относительно достоверности и чистоты клеточных штаммов. Загрязнение возросло внутри лабораторий и между ними. CPE могут использоваться для проверки чистоты определенной клеточной линии. Например, HeLa CCL-2 - это обычная линия клеток, используемая в самых разных областях исследований. Чтобы проверить чистоту клеток HeLa, наблюдали CPE, которые возникали после инокуляции вирусом Коксаки B3. Эти CPE включали изменения морфологии и уровни клеточной заболеваемости. Carson et al. определили, что несоответствие связано с гетерогенной природой коммерческих клеток HeLa по сравнению с гомогенной природой клеток HeLa, которые размножались в течение нескольких поколений в лаборатории.

Общие типы

Полное разрушение

Полное разрушение монослоя клетки-хозяина является наиболее тяжелым типом CPE. Чтобы наблюдать за этим процессом, клетки высевают на стеклянную поверхность и формируют конфлюэнтный монослой клетки-хозяина. Затем заносится вирусная инфекция. Все клетки в монослое быстро сжимаются, становятся плотными в процессе, известном как пикноз, и отделяются от стекла в течение трех дней. Эта форма CPE обычно наблюдается у энтеровирусов.

Субтотальное разрушение

Субтотальное разрушение монослоя клетки-хозяина менее серьезное, чем полное разрушение. Подобно полному разрушению, этот CPE наблюдается при высевании конфлюэнтного монослоя клетки-хозяина на поверхность стекла с последующим введением вирусной инфекции. Общая деструкция характерно показывает отслоение некоторых, но не всех клеток в монослое. Это обычно наблюдается с некоторыми тогавирусами, некоторыми пикорнавирусами и некоторыми типами парамиксовирусов.

очаговой дегенерацией

очаговой дегенерацией вызывает локализованную атаку монослой клетки-хозяина. Хотя этот тип CPE может в конечном итоге затронуть всю ткань, начальные стадии и распространение происходят в локализованных вирусных центрах, известных как очаги. Очаговая дегенерация происходит из-за прямого переноса вируса от клетки к клетке, а не за счет диффузии через внеклеточную среду. Этот другой способ передачи отличает его от полного и субтотального разрушения и вызывает характерные локальные эффекты. Первоначально клетки-хозяева становятся увеличенными, округлыми и рефрактильными. В конце концов, клетки-хозяева отрываются от поверхности. Распространение вируса происходит концентрически, так что оторвавшиеся клетки окружены увеличенными округлыми клетками, окруженными здоровой тканью. Этот тип CPE характерен для герпесвирусов и поксвирусов.

Набухание и слипание

Набухание и слипание - это CPE, при котором клетки-хозяева значительно набухают. После увеличения клетки собираются в кластеры. В конце концов клетки становятся настолько большими, что отделяются. Этот тип CPE характерен для аденовирусов.

Пенистая дегенерация

Пенистая дегенерация также известна как вакуолизация. Это связано с образованием больших и / или многочисленных цитоплазматических вакуолей. Этот тип CPE можно наблюдать только при фиксации и окрашивании вовлеченных клеток-хозяев. Пенистая дегенерация характерна для некоторых ретровирусов, парамиксовирусов и флавивирусов.

Syncytium

Syncytium также известен как слияние клеток и образование поликарионов. С помощью этого CPE плазматические мембраны четырех или более клеток-хозяев сливаются и производят увеличенную клетку, по крайней мере, с четырьмя ядрами. Хотя большие слияния клеток иногда видны без окрашивания, этот тип CPE обычно обнаруживается после фиксации и окрашивания клеток-хозяев. Вирусы герпеса обычно продуцируют слияние клеток, а также другие формы CPE. Некоторые парамиксовирусы могут быть идентифицированы путем образования слияния клеток, поскольку они исключительно продуцируют этот CPE.

Тельца включения

Тельца включения - нерастворимые аномальные структуры в ядрах клеток или цитоплазме - могут быть замечены только при окрашивании, поскольку они указывают на участки измененного окрашивания в клетках-хозяевах. Обычно они указывают области клетки-хозяина, где синтезируется вирусный белок или нуклеиновая кислота, или где собираются вирионы. Кроме того, в некоторых случаях тельца включения присутствуют без активного вируса и указывают на области вирусного рубцевания. Тельца включения различаются в зависимости от штамма вируса. Они могут быть одиночными или множественными, маленькими или большими, круглыми или неправильной формы. Они также могут быть внутриядерными или внутрицитоплазматическими и эозинофильными или базофильными.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-16 13:18:42
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте