Краткие теоретические сведения. Одним из методов получения перевиваемых клеток является отбор клеток первичной культуры с повышенной активностью роста
Одним из методов получения перевиваемых клеток является отбор клеток первичной культуры с повышенной активностью роста. Отбор осуществляют при регулярной смене среды. Для поддержания отобранных клеток в жизнеспособном состоянии, питательную среду каждые 3...4 дня заменяют свежей. Обычно работа по получению перевиваемых клеток продолжается в течение многих месяцев.
В результате подбора специальных питательных сред, режима культивирования удается адаптировать отдельные клетки к определенной питательной среде и перевивать их очень долго. Клетки, которые приобрели способность к длительному пассированию вне организма, получили название перевиваемых. Таким образом, перевиваемые клетки — это такие клетки, которые перевиваются из одного сосуда в другой при условии замены питательной среды с сохранением потенциальной возможности к дальнейшему размножению.
К перевиваемым клеткам из нормальных тканей относят: штамм L (мышиные фибропласты, 1943), СОЦ (из сердца обезьяны циномольгус, 1957), С-18 (из эмбриональной почки поросенка, 1960), ФК (фибробласты крысы, 1954) и др.
Перевиваемые клетки из опухолевой ткани включают: НеLа (клетки рака шейки матки женщины, 1952), Нер-2 (клетки карциномы гортани человека, 1955), Нер-3 (клетки лимфоиднов карциномы человека, 1955) и др.
Разновидностью перевиваемых клеток являются диплоидные клетки. Это морфологически однородные культуры, стабилизированные в процессе культивирования in vitro, имеющие ограниченный срок жизни (не более 50 пассажей), сохраняющие правильный диплоидный набор хромосом, свойственный исходной ткани, свободные от посторонних вирусов и микробов и не обладающие онкогенной активностью.
Необходимо отметить, что для некоторых зоопатогенных вирусов наиболее употребимы определенные виды перевиваемых клеток (табл.2), например, ВНК-21 для вируса ящура, РК-15— для вируса чумы свиней, диареи крупного рогатого скота, ПЭК - для вируса ринотрахеита, ТБ — для вируса герпеса и т.д. Поэтому ряд видов культур клеток надо уметь сохранять в условиях лаборатории. Основным способом длительного сохранения перевиваемых клеток является их глубокое замораживание (до минус 70 °С) в присутствии глицерина, сыворотки крови с последующим хранением ампул в жидком азоте (минус 196 °С). Все это способствует длительному (до 5...6 месяцев) сохранению клеток.
Перевиваемые клетки имеют следующие преимущества перед первично-трипсинизированными:
1. Они обычно не загрязнены посторонней микрофлорой, как это часто наблюдается в первичных культурах.
2. Большинство их обладает более широким спектром чувствительности к вирусам, чем соответствующие первичные культуры. Это зависит от происходящих в них физиологических изменений.
3. Для изготовления перевиваемых клеток требуется меньше средств и труда по сравнению с приготовлением первичных культур.
4. Эти клетки чаще, чем первичные культуры, используются для выделения вирусов из материалов, содержащих бактерии, поскольку менее чувствительны к высоким концентрациям антибиотиков (результат адаптации при пассировании в питательной среде с антибиотиками).
5. Для перевиваемых клеток характерна вирусологическая стерильность (отсутствие спонтанного вирусоносительства).
Вместе с тем, перевиваемые клетки имеют и ряд недостатков, которые в известной степени ограничивают их применение. Они склонны к малигнизации, т.е. злокачественному перерождению, независимо от происхождения, требуют постоянного пассирования с использованием свежей среды, подвержены неспецифической дегенерации (изменяется морфология и снижается чувствительность к вирусам).
Таблица 3.
Характеристика основных свойств перевиваемых линий клеток, полученных из органов различных животных
Культура
Исходная ткань
Вид животных
Тип клеток культуре
Метод выр -я
Питательная среда
СПЭВ
Почка эмбриона
свиньи, нормальная
Свинья
Эпителио
подобны
й
В моно
слое
199 с 10% сыворотки
ППЭС
Та же
»
»
»
ГЛА(60%)+199(30%) с 10% сыворотки
ПО
Почкаовцы, нормальная
Овца
»
»
ГЛА с 10% сыворотки
ТЭК
Тимус эмбриона коровы, нормальный
К Р С
»
»
Игла с 10% сыворотки
КТТ
Тимус теленка, нормальный
»
»
»
Игла с 10% сыворотки
ПТ
Почка теленка, нормальная
»
»
»
ИГЛА с 10% сыворотки
ТР
Трахея эмбриона коровы
»
»
»
Игла с 10% сыворотки
СЭК (штамм)
Селезенка эмбриона коровы, нормальная
»
Фибробласто-
Подобный
»
Игла с 10% сыворотки
Перевивание клеток производят в следующем порядке:
1. Снятие клеточного монослоя. Растущие клетки довольно прочно прикрепляются к поверхности стекла под слоем питательной среды. Снять их можно механическим путем (соскабливанием). Однако, это грубый прием, ведущий к значительному повреждению клеток. Чаще применяют 0,02%-ный раствор версена. Диспергирующее действие версена объясняется связыванием им двухвалентных катионов, в частности магния и кальция, т.е. тех ионов, которые способствуют прикреплению клеток к стеклу и обеспечивают целостность клеточной культуры. Под действием версена клетки отделяются от стекла, округляются и образуют взвесь. Из сосудов с развившимся клеточным монослоем сливают питательную среду, добавляют 0,5...1 мл подогретого до 37° (раствора версена и выдерживают в термостате 20...30 мин при периодическом покачивании.
2. Отделение клеток. Взвесь клеток в версене помещают в центрифужные пробирки и центрифугируют при 800...1000 об/мин в течение 7...10 мин. Надосадочную жидкость сливают, а осадок клеток ресуспендируют в небольшом количестве питательной среды. Подсчет клеток проводят в камере Горяева так же, как и при получении первичных культур.
3. Посев клеток. После подсчета исходную клеточную взвесь разводят ростовой питательной средой до необходимой концентрации. Приготовленную взвесь вносят при помешивании на магнитной мешалке или пипетированием в пробирки или матрасы и закрывают резиновыми пробками. Посевная доза клеток 1 пробирки 80... 100 тыс/мл, матрасы, флаконы — 25...30 тыс/мл. На пробирках восковым карандашом проводят продольную черту (чертой кладут вверх), засеянные клетки культивируют в термостате при 37 °С в течение 3...4 суток до образования сплошного монослоя. Полученный монослой сохраняет при 37 °С жизнеспособность в течение 5...10 суток в зависимости от вида клеток и состава питательной среды. В течение этого срока клетки можно отделить от стекла, подвергнуть транспортировке или использовать для длительного хранения.
Транспортируют клеточные культуры чаще всего авиапочтой в герметически закрытых сосудах. При этом следует избегать резких колебаний температуры, особенно замерзания или перегревания. По мере старения клеток производят пассаж - переносят их в пробирки со свежей питательной средой.
Заражение культуры клеток. Для заражения вируссодержащим материалом отбирают пробирки с наличием сплошного клеточного монослоя, просматривая их под малым увеличением микроскопа. Питательную среду удаляют, и в каждую пробирку вносят по 0,1...0,2 мл вируссодержащего материала, подлежащей исследованию, и оставляют ее в наклонном положении. После30...60 мин контакта материала с клетками в пробирки добавляют1…1,5 мл поддерживающей (без сыворотки) среды. Для каждой пробы вируссодержащего материала используют не менее четырех пробирок (4-6) с культурой клеток. Каждое исследование сопровождают контролями:
а) контроль монослоя в норме (4-6 пробирок). В этом случае из пробирок удаляют ростовую питательную среду и заменяют ее поддерживающей;
б) контроль монослоя, инфицированного эталонными штаммами вирусов (4-6 пробирок). При этом пробирки с культурой клеток заражают известными (эталонными) вирусами;
в) контроль монослоя, контактировавшего с экстрактом аналогичной ткани, не зараженной вирусом. Для этого берут незараженную ткань, аналогичную той, где предполагается наличие вируса. Из нее готовят материал и заражают 4-6 пробирок с культурой клеток.
Все пробирки помещают в ящик с наклонным дном (угол 6°) так, чтобы монослой оказался под питательной средой (чертой вверх) и инкубируют в термостате при 37 °С. Клетки ежедневно микроскопируют под малым увеличением микроскопа (объектив х8 или х10), сравнивая культуры, зараженные вирусом, с контрольными.
Формы ЦПД. При взаимодействии вирусов с клетками в последних наблюдаются различные морфологические изменения, которые обусловливаются рядом факторов, особенно степенью чувствительности клеток культуры к вирусу и условиями среды.
Контакт вирусов с восприимчивыми клетками сопровождается острой или латентной инфекцией и неопластической трансформацией последних. При инфекции отмечаются деструктивные изменения в зараженных клетках, часто приводящие к их гибели. Все морфологические изменения, возникающие под воздействием вируса, называют цитопатическим действием (эффектом), сокращенно ЦПД (ЦПЭ). При латентной инфекции репродукция вируса в зараженных клетках не приводит их к гибели, и внешне они не отличаются от нормальных (не зараженных).
Первоначальный этап взаимодействия вирусов с клеткой — это изменение некоторых звеньев обмена веществ, которые можно выявить определенными гистохимическими реакциями. Одним из ранних проявлений такого взаимодействия является увеличение размеров ядра (дезинтегративное набухание). Эта реакция неспецифична, поскольку она не зависит от биохимического состава и размера вирусов, их биологических свойств. Данное явление характерно для вирусов, вызывающих как острую, тек и хроническую инфекцию.
Второй этап — специфический. Одна из его особенностей — проявление характерного ЦПД вируса. При этом некоторые вирусы (аденовирусы и др.) поражают ядра клеток, другие — цитоплазму (вирус гриппа и др.), третьи же разрушают и ядро, и цитоплазму.
При исследовании под микроскопом клеточного монослоя отмечают следующие морфологические изменения при остров инфекции:
а) округление клеток. Они принимают шаровидную форму, отделяются от стекла и свободно плавают в культуральной жидкости;
б) появление в цитоплазме пораженных клеток мелкой зернистости;
в) увеличение в размерах этой зернистости и появление внутриклеточных включений;
г) очаговые скопления округлившихся клеток в виде гроздьев винограда;
д) образование гигантских многоядерных клеток — симпластов, синцитиев;
е) появление в монослое клеток "стерильных пятен", т.е. участков без клеток;
ж) полное "сползание" клеток со стекла.
При латентной инфекции вирус в клетках размножается, но не вызывает их видимого разрушения. Клетки остаются жизнеспособными, однако интенсивность клеточного деления понижается, со временем изменяется их морфология.
При неопластической трансформации у пораженных клеток образуются плотные фокусы трансформации различной величины и формы белого цвета.