Dw. 12 Namnażanie wirusów w hodowlach komórkowych. Efekt cytopatyczny 

(CPE – cytopathic effect). 

 

Namnażanie wirusów w hodowlach komórkowych: 

1. 

Dobór odpowiedniej hodowli

 zależy od jej wrażliwości na dany wirus, np..:  

 

2.  Bardzo ważna jest też 

dawka zakaźna wirusa

, która może byd wyrażona w różnych jednostkach: 

a. 

TCID

50

 (tissue culture infectious dose) – 50% dawka zakaźna dla hodowli komórek, czyli takie 

rozcieoczenie wirusa, które wywołuje efekt cytopatyczny w 50% zakażonych hodowli komórkowych 

b. 

PFU

 (plaque forming unit) – jednostka łysinkowa – najwyższe rozcieoczenie wirusa wywołujące 

zniszczenie hodowli komórek w postaci pól zniszczenia (łysinek) dających się policzyd 

c. 

MOI

 (multiplicity of infection) – liczba cząstek wirusa przypadających na jedną komórkę 

- 

Odpowiednia dawka zakaźna decyduje o koocowym mianie namnożonego wirusa. 

- 

W zależności od rodzaju hodowli i wirusa, namnożony patogen zbiera się po 18-120 godzinach 
inkubacji w temperaturze optymalnej dla danego układu (zwykle od 26°C do 37°C). 

 

Efekt cytopatyczny (CPE): 

 

Efekt cytopatyczny CPE

 (cytopathic effect) - zespół zmian morfologicznych i degeneracyjnych, występujących w 

komórkach pod wpływem replikacji wirusa. Jest on następstwem zahamowania transkrypcji RNA oraz 
syntezy białek gospodarza, jak również toksycznego wpływu białek wirusa.  

  Wirusy, zaburzając prawidłowy metabolizm komórki, wywołują charakterystyczny dla danej grupy tzw. efekt 

cytopatyczny - zmiana kształtu komórki, zmiany degeneracyjne jądra komórkowego, obecnośd 
wewnątrzjądrowych i wewnątrzplazmatycznych wtrętów, wakuolizacja komórek i najczęściej ich rozpad 

 

WPROWADZENIE: 

•  Wirus atakujący komórkę może powodowad w niej różnego rodzaju zmiany.  

•  Replikacja wirusa możliwa jest tylko w 

komórkach wrażliwych

, czyli takich, które podtrzymują pełny cykl 

replikacji – od adsorpcji i penetracji do uwolnienia zakaźnych, potomnych cząstek wirusa 

•  Genom wirusa wywołuje w komórce zasadnicze zmiany prowadzące do: 

1. 

Uszkodzenia funkcji komórki

 wraz z charakterystycznymi zmianami morfologicznymi, które można 

śledzid w mikroskopie elektronowym, a w koocowej fazie uszkodzenia komórki także w mikroskopie 
świetlnym. Te nieodwracalne procesy zniszczenia komórki nazywamy  –  EFEKTEM CYTOPATYCZNYM 

2. 

Utrzymującego się zakażenia komórki

 z nieznacznymi zmianami nie prowadzącymi do śmierci komórki. 

W tym przypadku częśd komórek hodowli produkuje wirusa, a częśd pozostaje nie zakażona. Przy 
podziałach komórek zakażonych wirus przechodzi do komórek potomnych. 

3. 

Transformacji komórek

, na przykład pod wpływem retrowirusów. Transformacja może wiązad się z 

integracją genomu wirusa do genomu komórki, bez replikacji wirusa, lub może byd zachowane tworzenie 
się zakaźnych wirionów. 

•  Zakażenie cytoidalne powoduje 

nieodwracalne, poważne uszkodzenie lub zniszczenie komórki

 w wyniku 

zaburzeo metabolizmu komórkowego, działania białek wirusa i nowo syntetyzowanych wirionów. 

• 

Cytopatyczny wpływ wirusa objawia się

: 

▫  Zatrzymaniem ruchu komórek 
▫  Zahamowaniem podziałów komórkowych 
▫  Zahamowaniem syntezy komórkowego DNA i białek 
▫  Powstawaniem składników kwasochłonnych w przestrzeniach okołojądrowych – dezintegracja jądra 

komórkowego 

▫  Wakuolizacją cytoplazmy 
▫  Degeneracją mitochondriów 
▫  Uszkodzeniem błony komórkowej i całkowitym rozpadem cytoplazmy 

W zależności od rodzaju wirusa obserwuje się różne zmiany w hodowlach komórek in vitro: 

•  zmiana morfologii komórek 
•  powiększenie i deformacja jądra komórkowego 
•  degranulacja mitochondriów 
•  rozpad błony komórkowej 
•  syncytia – wielojądrzaste komórki olbrzymie 
•  śmierd zainfekowanych komórek  

Różne rodzaje CPE: 

•  Efekt cytopatyczny jest charakterystyczny dla określonej grupy wirusów.  

1.  Np. 

infekcja wirusem VSV

 (Vesicular Stomatitis Virus) prowadzi do zniszczenia komórek nie w wyniku 

bezpośredniej lizy lecz przez zmiany w przepuszczalności błony komórkowej, w wyniku których komórka nie jest 
odpowiednio zaopatrywana w niezbędne jej składniki tj. rybonukleotydy. Prowadzi to do zahamowania syntezy 
RNA i w konsekwencji do śmierci komórki. W hodowli zainfekowanej VSV widocznymi objawami infekcji są: 
skupianie się komórek w agregaty i ich odpadanie od ścian naczynia. 

2. 

Zakażenie adenowirusami

 prowadzi do powolnych zmian cytopatycznych wyrażających się zmianą morfologii 

komórek: 

- 

powiększenie jąder 

- 

degranulacja mitochondriów 

- 

rozpad błony komórkowej 

•  Zmiany te pojawiają się zwykle między 2 a 21 dniem infekcji i moment ich pojawienia się zależy od typu 

wirusa. Najszybsze zmiany powoduje adenowirus typu 5 - już w 12 godzinie od zakażenia dochodzi do 
całkowitego zablokowania syntezy komórkowego DNA, co jest spowodowane działaniem białek wirusowych 

3.  Szczególną postacią CPE jest tworzenie wielojądrzastych komórek olbrzymich - 

SYNCYTIÓW

. Powstają one na 

skutek naruszenia struktury lipidów błony komórkowej przez czynniki uszkadzające, obecne w osłonkach wielu 
paramyksowirusów i herpeswirusów. Jądra powstałych komórek olbrzymich są zwykle uszkodzone, a czasem 
nawet pozbawione błony jądrowej (tzw. nagie jądra HHV-1 i 2) 

- 

SYNCYTIA WCZESNE - powstają po wprowadzeniu do hodowli 
dużych dawek wirusa i składają się wyłącznie z komórek zakażonych 
wirusem 

- 

SYNCYTIA PÓŹNE - powstają po użyciu niewielkiej ilości aktywnych 
wirionów i składają się zarówno z komórek zakażonych, jak i 
zdrowych 

Wirus odry 

4.  Do zniszczenia komórek dochodzi także w wyniku masowego uwolnienia potomnych wirionów, np. podczas 

pączkowania 

wirusów Herpes

 z błony jądrowej, aparatu Golgiego, siateczki środplazmatycznej i błon 

wakuolarnych  

5.  Charakterystyczne zmiany wewnątrzkomórkowe występują również po 

zakażeniu komórek

 

wirusem SV40

 

(Simian Virus).  
•  Na infekcję tym wirusem komórki reagują kilkukrotnym powiększeniem swojej objętości i silną wakuolizacją 

cytoplazmy.  

Wtręty komórkowe: 

•  Ciałka wtrętowe są to skupiska replikujących się wirusów (zakażenie reowirusami) lub stanowią pozostałośd po 

procesie replikacji wirusa (wirus opryszczki). Mogą one powstawad w 

jądrze

 (wirusy Herpes - opryszczka), 

cytoplazmie

 (Poxwirusy - ospa), bądź 

w

 

obu tych strukturach jednocześnie

 (Paramyksowirusy - odra). 

1. Wtręty wewnątrzjądrowe: 

•  Typ A – wyraźnie odgraniczone od chromatyny jądrowej otaczającą je jasną 

przestrzenią. Powstają one w jądrach komórek zakażonych wirusami: HHV-1 i 2, VZV

 

(ospa wietrzna – półpasiec), SuHV-1 (Suid herpesvirus 1 powodujący chorobę 
Aujeszky’ego). 

•  Typ B – nie posiadają wyraźnie zaznaczonej granicy, w mniejszym stopniu zauważalne 

są też zmiany morfotyczne w jądrze. Występują po zakażeniach wirusami: żółtej 
febry, poliomyelitis, wschodniego i zachodniego kooskiego zapalenia mózgu. 

2. Wtręty cytoplazmatyczne: 

•  Ciałka wtrętowe powstające w cytoplazmie są głównie pozostałością cyklu replikacyjnego wirusów i wykazują 

powinowactwo do barwników kwaśnych lub zasadowych 

•  Ich obecnośd jest często bezspornym dowodem wystąpienia infekcji wirusowej, np.:  

- 

w przebiegu wścieklizny w cytoplazmie zakażonych komórek wykrywane są ciałka Babesa i Negriego  

- 

zaś w zakażeniach nosówką – ciałka wtrętowe Lentza 

- 

wtręty cytoplazmatyczne wykrywa się również w komórkach nabłonkowych po zakażeniu wirusem 
krowianki, czy wirusem nagminnego zapalenia przyusznic (świnki) 

• 

Ciałka Negriego

 – okrągławe, podobne  do erytrocytów ciałka wtrętowe spotykane w cytoplazmie 

neuronów okolicy hipokampa i komórek Purkiniego móżdżku w przebiegu wścieklizny 

• 

Ciałka Guarnieriego

 – w komórkach barwią się eozyną, wyglądają jak różowe pęcherzyki w 

cytoplazmie zarażonych komórek nabłonkowych, znajdowane podczas badania mikroskopowego komórek 
epitelialnych u osób zarażonych wirusem z rodziny Pokswirusów (np. wirusem ospy prawdziwej lub wirusem 
krowianki) 

 

 

Aberracje chromosomów: 

•  Następstwem zakażenia komórek przez wirusy może byd również 

uszkodzenie kariotypu

 

•  Większośd stwierdzanych zmian ma charakter losowy i obejmuje pęknięcia, fragmentacje i translokacje 

chromosomów 

•  Zmiany kariotypu wywoływane są m.in. przez 

wirus odry

, 

VZV

, 

adenowirusy

, a także 

wirusy onkogenne

 

•  Szczególnie niebezpieczne są zmiany kariotypu powodowane przez 

wirus różyczki

 i 

CMV

 

(cytomegalowirus)

, 

które prowadzą do poronieo lub do powstania wad rozwojowych u dziecka 

 

Transformacja komórek: 

•  Zakażenie komórki 

wirusem onkogennym

 nie prowadzi do jej śmierci, lecz do nabycia przez nią nowych 

właściwości biologicznych, przekazywanych również komórkom potomnym 

•  Okres produkcji wirusa ograniczony jest tylko długością życia tej komórki 

•  Transformacja komórki jest uzależniona od obecności w genomie wirusa genów odpowiedzialnych za ten proces 

• 

Komórki transformowane cechują się

 wzrostem chaotycznym i wielowarstwowym, któremu zwykle towarzyszy 

utrata zdolności hamowania kontaktowego i rozchodzenia się komórek na niezasiedlone miejsca 

•  Zmianie podlega też 

morfologia komórek i ich metabolizm

 

•  Komórki transformowane mają 

zmniejszone wymagania odżywcze na niektóre składniki

, np. surowicę 

•  Komórki transformowane wykazują się 

zwiększoną przemianą cukrową

 oraz 

produkcją kwasów organicznych i 

mukopolisacharydów

 

•  Transformacja komórek często obejmuje też 

występowanie losowych nieprawidłowości chromosomowych

 

(translokacje, inwersje i delecje), często spotykanych zwłaszcza w komórkach pewnych typów białaczek 

•  Do wirusów mających zdolnośd transformacji komórek prawidłowych należą np.: 

EBV

 (limfocyty B zakażone tym 

wirusem podlegają ciągłej proliferacji), czy 

onkogenne retrowirusy

 (wirus mięsaka Rousa, mysiej białaczki 

limfatycznej – MTLV-1) 

 

Wirus EBV

 w strefie klimatu umiarkowanego wywołuje chorobę - 

mononukleozę zakaźną

, natomiast u afrykaoskich 

dzieci jest przyczyną łagodnego nowotworu (

Chłoniak Burkitta

), zaś w południowych Chinach, głównie u mężczyzn 

po 50 roku życia pełni rolę w 

rozwoju raka jamy nosowo-gardłowej

. Około 25% chorych na chłoniaka Hodkina 

posiada limfocyty B transformowane przez wirus EBV.