Nuôi cấy virus động vật Nuôi cấy virus động vật Bởi: Nguyễn Lân Dũng phamvanty Phát triển phương pháp nuôi cấy Trước muốn nuôi cấy virus người ta phải nuôi cấy thể động vật Như khó quan sát hiệu ứng đặc thù virus mức độ tế bào Vào năm 30 kỷ 20 nhà virus học phát thấy trứng gà mang phôi (đã thụ tinh hay chưa thụ tinh) dùng để nuôi cấy virus herpes, virus đậu mùa virus cúm Mặc dù phôi gà có kết cấu giản đơn nhiều so với thể thỏ hay chuột thí nghiệm phôi gà thể phức tạp Sử dụng phôi gà không giải triệt để vấn đề gặp hiệu ứng tế bào học virus gây Mặt khác, vi khuẩn phát triển tốt phôi gà, phôi nhiễm vi khuẩn khó đánh giá xác hiệu ứng virus Vì ngành virus học phát triển chậm chạp chưa cải tiến phương pháp nuôi cấy virus Có hai phát làm triển khai phương pháp nuôi cấy tế bào giúp cho nhà virus học nhà khoa học khác Một là, việc phát sử dụng chất kháng sinh để ngăn ngừa cảm nhiễm vi khuẩn Hai là, nhà sinh học phát thấy enzyme thủy phân protein (proteolytic), trypsin, làm tách riêng tế bào khỏi mô xung quanh mà không làm tổn hại đến tế bào Rửa tế bào đếm số lượng chúng, pha loãng chuyển vào bình, ống nghiệm hay hộp Petri nhựa (plastic) Các tế bào dịch huyền phù hấp phụ bề mặt lớp thành nhựa, cúng sinh sôi nẩy nở lan thành tầng tế bào gọi tầng tế bào đơn (monolayer) Tầng tế bào đơn truyền hệ (subcultured) Nuôi cấy truyền hệ (subculturing) đem tế bào nuôi cấy nuôi cấy môi trường nuôi cấy Một lượng lớn tế bào truyền hệ (subcultures) tạo thành từ mẫu tổ chức đơn mẫu tế bào nuôi cấy đồng cần thiết cho hàng loạt nghiên cứu hiệu ứng virus Thuật ngữ nuôi cấy mô (tissue culture) sử dụng rộng rãi nuôi cấy tế bào (cell culture) cần sử dụng xác Hiện nay, phần lớn tế bào nuôi cấy tầng tế bào đơn sinh trưởng từ tế bào phân tán xử lý nhờ enzyme Nhờ sử dụng nhiều loại hình nuôi cấy tế bào vận dụng chất kháng sinh để ức chế cam nhiễm mà Virus học bước vào thời đại vàng (Golden Age) Từ thập kỷ 50 đến thập kỷ 60 1/4 Nuôi cấy virus động vật kỷ 20 có 400 virus phân lập giám định (characterized) Mặc dù virus phát trọng tâm cân giám định kỹ đặc tính virus, xác định bước cảm nhiễm (infection) nhân lên (replication) virus Các thí nghiệm vệt tan (plaque) dùng nghiên cứu phage (phages) có thểt dùng cho virus đồng vật Chẳng hạn, nuôi cấy tầng tế bào đơn tế bào người, sau cấy virus, virus làm tan tế bào nhiều vòng xâm nhiễm sản sinh vệt tan Các loại hình nuôi cấy tế bào Trong Virus học lâm sàng Virus học thực nghiệm thường sử dụng rộng rãi kiểu nuôi cấy tế bào: • Nuôi cấy tế bào nguyên đại (primery cell culture) • Các chủng nguyên bào sợi nhị bội thể (diploid fibroblast strains) • Các dòng tế bào liên tục (continous cell lines) Vật nuôi cấy tế bào nguyên đại lấy trực tiếp từ động vật, không qua truyền hệ (not subcultured) Các động vật lấy mẫu non thời gian sống tế bào nuôi cấy kéo dài Điển hình tế bào thể hỗn hợp nhiều loại hình tế bào tế bào bắp (muscle), tế bào thượng bì (epithelial) Tuy số lần phân cắt tế bào thường không nhiều, đủ để hỗ trợ cho nhiều chủng virus sinh trưởng Nếu việc nuôi cấy tế bào nguyên đại truyền hệ cách lặp lại típ (type) tế bào chiếm ưu vật nuôi cấy tế bào gọi chủng tế bào (cell strain) Trong chủng tế bào tất tế bào loại hình gene giống Chúng truyền hệ nhiều lần, hệ tế bào khả xuất khác biệt nhỏ Các khác biệt can thiệp vào kết xác định hiệu ứng virus Các chủng nguyên bào sợi nhị bội thể chủng tế bào thường dùng Nguyên bào sợi (fibroblasts) loại tế bào chưa thành thục Chúng sản sinh collagen sợi khác chất mô liên kết giống chân bì (dermis of the skin) Các chủng tế bào lấy từ mô phôi, giữ tốc độ phát triển nhanh phân cắt liên tiếp phôi Chủng tế bào hỗ trợ cho phát triển loại virus thường không mang virus ô nhiễm chủng tế bào thu từ động vật trưởng thành Chính mà chủng tế bào thường sử dụng để sản xuất loại vaccin virus Típ thứ ba nuôi cấy tế bào sử dụng rộng rãi dòng tế bào liên tục Một dòng tế bào liên tục chứa tế bào sinh sản nhiều hệ Dòng tế bào liên tục tiếng dòng tế bào HeLa Dòng tế bào sau phát từ năm 1951 2/4 Nuôi cấy virus động vật nuôi cấy liên tục nhà nghiên cứu khắp giới sử dụng rộng rãi Nguồn gốc dòng tế bào HeLa lấy từ phụ nữ bị ung thư tử cung chữ HeLa lấy từ chữ đầu tên người Trên thực tế nhiều dòng tế bào liên tục thời kỳ đầu dùng tế bào ung thư ác tính, chúng có lực sinh trưởng nhanh Các dòng tế bào vĩnh sinh (immortal cell lines) nuôi cấy phòng thí nghiệm không bị lão hóa, phân chia nhanh chóng, nhu cầu dinh dưỡng thường đơn giản tế bào thông thường Ví dụ dòng tế bào HeLa có chứa gen virus cần thiết cho lực vĩnh sinh hóa (immortality) chúng Dòng tế bào vĩnh sinh dị bội thể (heteroploid) –chứa số lượng khác nhiễm sắc thể, mà có tính đa dạng di truyền Việc nuôi cấy tế bào thay mức độ lớn động vật thực nghiệm trứng chứa phôi nghiên cứu Virus học động vật Tuy trứng gà mang phôi hệ thống vật chủ tốt virus cúm A Ngoài chuột nhỏ loại Albino Swiss dùng để nuôi cấy Arbovirrus (Arthropod-borne viruses), có lúc dùng dòng tế bào động vật có vú khác dòng tế bào muỗi Hiệu ứng bệnh biến tế bào (The cytopathic effect) Hiệu ứng thấy virus tế bào cảm nhiễm gọi hiệu ứng bệnh biến (cytopathic effect, CPE) Các tế bào nuôi cấy biểu loại hiệu ứng chung, bao gồm biến đổi hình dạng tế bào tách khỏi tế bào phụ cận vật dụng nuôi cấy 3/4 Nuôi cấy virus động vật Tuy nhiên CPE có biểu đặc biệt mà nhà nghiên cứu virus học thực nghiệm dùng để giám định sơ virus xâm nhiễm Chẳng hạn, adeno virus herpes virus người làm cho tế bào cảm nhiễm trương phồng lên bị tích lũy dịch thể Còn picorna virus lúc xâm nhập tế bào ngăn chặn tế bào làm tan vỡ tế bào chúng thoát Paramyxo virus làm dung hợp (fuse) tế bào đứng gần nhau, tạo nên thể hợp bào (syncytia, số nhiều syncytium) Thể hợp bào chứa từ tới 100 nhân tế bào chất chung Ngoài có dạng CPE khác biến nạp (transformation): từ tế bào bình thường biến thành tế bào ác tính 4/4 ... bào nuôi cấy biểu loại hiệu ứng chung, bao gồm biến đổi hình dạng tế bào tách khỏi tế bào phụ cận vật dụng nuôi cấy 3/4 Nuôi cấy virus động vật Tuy nhiên CPE có biểu đặc biệt mà nhà nghiên cứu virus. .. tính đa dạng di truyền Việc nuôi cấy tế bào thay mức độ lớn động vật thực nghiệm trứng chứa phôi nghiên cứu Virus học động vật Tuy trứng gà mang phôi hệ thống vật chủ tốt virus cúm A Ngoài chuột... (continous cell lines) Vật nuôi cấy tế bào nguyên đại lấy trực tiếp từ động vật, không qua truyền hệ (not subcultured) Các động vật lấy mẫu non thời gian sống tế bào nuôi cấy kéo dài Điển hình