3.5. Використання культури клітин у вірусології

Впровадження культури клітин ознаменувало інтенсивний розвиток вірусологічних методів діагностики. З їх використанням були виділені і відкриті більшість невідомих раніше вірусів, вивчені точні механізми взаємодії вірусу з клітинами, розширились можливості одержання дігностичних і вакцинних препаратів (табл. 13).

Таблиця 13

Основні клітинні культури, що застосовуються для виділення вірусів

Клітинні культури	Джерело	Віруси
Первинні клітинні культури
Культура клітин амніону людини		Ентеровіруси
Культура клітин фібробластів курячих ембріонів		Альфа віруси; віруси грипу А,В; параміксовіруси; віруси віспи; рабдовіруси; лейковіруси
Диплоїдні клітинні штами
WI-38	Клітини легень ембріону людини	Аденовіруси людини; вірус простого герпесу; цитомегаловіруси; ентеровіруси; вірус червоної висипки
Клітинні лінії, що перевиваються
HeLa	Клітини карциноми шийки матки людини	Рабдовіруси; параміксовіруси; флавівіруси; ріновіруси; ентеровіруси; аденовіруси
HEP-2	Клітини епітеліоми (епітеліальної карциноми) гортані людини	Аденовіруси; вірус простого герпесу
КВ	Клітини карциноми носоглотки людини	Парвовіруси, (підрід аденоасоційованих вірусів; потрібне одночасне зараження аденовірусами); ріновіруси; параміксовіруси
Vero	Клітини нирок південноафриканської мавпи	Параміксовіруси; альфавіруси; флавівіруси
ВНК-21	Клітини нирок молоді китайського хом'яка	Рабдовіруси; альфа віруси; флавівіруси

Культура клітин – найбільш економічно вигідна жива система, що замінює курячі ембріони та організми чутливих тварин. Простота культивування, швидкість відтворення результатів, наочність змін, що виникають внаслідок репродукції вірусів, вігідно відрізняють цю систему від інших. Проте існують деякі віруси, що важко адаптуються до культури клітин. Також не виключено існування феномену персистенції у них інших вірусів.

В наш час термін “культура клітин” став загальним поняттям, що включяє у себе також органні культури, в яких маленькі фрагменти тканин або цілі ембріональні органи експландуються зі збереженням тканинної архітектури, та культуру клітин, коли тканини діспергуються механічно, ферментативно, або шляхом спонтанної міграції клітин з експлантату клітини розмножуються у вигляді суспензії або моношару адсорбованих на субстраті клітин.

Підбираючи той чи інший тип органної чи клітинної культури слід принимати до уваги, що органна культура на протязі довгого часу підтримує гістологічне та біохімічне діференціювання і після початкової травми, завданої експлантацією, стає, як правило, не здатною до розмноження на протязі декількох діб і навіть тижнів. Кількісні дослідження органних культур ускладнюються навіть невеликою різницею в геометрії та складі експлантантів.

Культури клітин, напроти, не мають, як правило, структурної організації, втрачають характерну гістотипову архітектуру та пов’язані з нею біохімічні ознаки. Клітини в культурі розмножуються, що забезпечує одержання великої маси клітин та їх розподіл на ідентичні паралелі. Отримана клітинна популяція може бути збережена шляхом заморожування.

Як правило, культури, одержані з ембріональних тканин, краще виживають та більш активно ростуть, в порівнянні з культурами з відповідних дорослих тканин. Дорослі тканини мають, як правило, знижену проліферативну ативність (здатність до поділу), та більш високий вміст клітин спеціалізованих, асоційованих з неклітинним матриксом. Ембріональні тканини мають багато практичних переваг перед дорослими і широко використовуються в вірусологічній практиці.

Слід брати до уваги, підбираючи клітинну культуру для роботи, що нормальні тканини, на відміну від тканин пухлинних, мають обмежений час життя. Клітинні культури, отримані з пухлинних тканин, здатні до поділу практично без обмежень у часі. Нормальні клітини ростуть як недиференційовані стволові клітини, або клітини-попередники. І наступне диференціювання в такій культурі супроводжується часто повним припиненням клітинної проліферації.

Клітинні культури, щойно виділені з тканини, носять назву первинних культур. Ця назва за ними зберігається до початку субкультивування (пересіву на свіже живильне середовище). Клітини первинної культури звичайно гетерогенні і характеризуються невисокою здатністю до поділу, але в них найбільш повно представлені типи клітин тієї тканини, звідки вони були одержані. Субкультивування забезпечує можливість продовжити життя культури, отримати лінії клітин, проводити клонування. При цьому в багатьох випадках субкультивування призводить до втрати у спеціалізованих клітин ознак диференціації.

Після декількох пересівів лінія клітин або гине, або “трансформується” і стає постійною клітинною лінією. Різниця властивостей первинних і трансформованих клітин та великий період часу (іноді декілька місяців) перед появою “переживаючих” клітин дає змогу припустити мутаційну природу їх появи. Неможливо виключити також і наявність в популяції первинних клітин так званих “безсмертних” клітин, особливо в культурах, одержаних з пухлин.

Поява постійної лінії клітин констатується за морфологічними змінами (зменшення розміру клітин, зниження їх здатності до закріплення на субстраті – адгезивності,округлення та збільшення ядерно-цитоплазматичного відношення), по скороченню часу, потрібного на поділ (з 36 – 48 до 12 – 36 годин), по зниженню залежності від сироватки, по збільшенню гетероплоїдності.

Таким чином, до переваг постійних ліній клітин відноситься їх більша швидкість росту, можливість виходу більшої біомаси, можливість розмножуватись у простіших середовищах, здатність до росту в суспензії. До недоліків цих ліній відноситься хромосомна нестабільність, відхилення від фенотипу донора та втрата специфічних тканевих маркерів.