Лазарь Зильберберг - Вирусы и вирусные болезни

В дальнейшем, по мере совершенствования этого метода, материал для экспериментов становился все более разнообразным. Помимо ткани сердца, для изучения жизненных процессов в клетках использовались изолированные ткани кожи, почек, других органов. Была разработана и усовершенствована методика эксперимента: ткань помещалась в специальную питательную среду и сохранялась при постоянной температуре 35-37°. Время от времени препарат промывался, в него добавлялась свежая питательная среда. В таких условиях клетки жили и размножались.

Поскольку было точно известно, что естественной средой обитания для вирусов являются именно живые клетки, метод культуры ткани не мог не привлечь внимания вирусологов. Перспектива изучения поведения вирусных частиц вне организма показалась ученым весьма заманчивой.

В 1913 г. было впервые установлено, что вирус осповакцины способен выживать в клетках культуры ткани, а в 1925 г. доказано, что этот вирус не только выживает в клетках культуры ткани, но и способен в них воспроизводить себе подобных.

Проведя исследования на самых различных тканях, вирусологи установили, что больше всего отвечает их научным интересам метод культивирования вирусов в развивающемся зародыше куриного яйца. Ценность этого метода заключалась в том, что он оказался пригоден для размножения большинства вирусов. Кроме того, он надежен и сравнительно прост: изъятый из яйца куриный зародыш разделяют на части, помещают эти части в смеситель и встряхивают до тех пор, пока клетки зародыша не отделятся друг от друга и не создадут равномерную взвесь — суспензию. Последняя помещается в чашку Петри, где клетки осаждаются, приклеиваются к стеклу и начинают размножаться. Предположим, что перед нами поставлена задача — выяснить, сколько вирусных частиц содержится в данном небольшом объеме жидкости, иными словами, определить концентрацию вирусов. Известно, что одна вирусная частица может поразить только одну клетку и, размножаясь в ней, убить ее. Поместим заданный объем жидкости с вирусами в чашку Петри, содержащую клетки куриного зародыша. Через несколько суток в месте расположения каждой колонии образуется кучка убитых вирусами клеток. Сосчитав эти зоны мертвых клеток, мы можем определить концентрацию вирусных частиц в препарате, "запущенном" в чашку Петри.

Таким образом, метод культуры ткани дал ученым возможность достаточно точно определять количество вирусных частиц в любой суспензии. Кроме того, этот метод помог изучать процесс размножения вирусов, наблюдая за поведением изолированной зараженной клетки с момента проникновения в нее вируса и вплоть до ее разрушения. И, наконец, стало возможным выращивать изолированные клетки человека и животных вне организма для тщательного, всестороннего изучения действия на эти клетки вирусных частиц.

Несмотря на свои, казалось бы, явные и бесспорные достоинства, метод тканевых культур в вирусологическую практику был внедрен не сразу. Высказывались мнения, что выращивание клеток в пробирках трудоемко, бесперспективно, и вряд ли удастся создать такие культуры ткани, которые смогли бы удовлетворить требования цитологов и вирусологов. Наиболее скептически настроенные ученые утверждали, что дальше куриного зародыша развитие тканевых культур в вирусологии не продвинется и единственным средством исследования остается по-прежнему электронный микроскоп.

Но вот в 1949 г. произошло событие, полностью опровергшее предсказания скептиков и совершившее переворот в вирусологии. Д. Эндерс, Ф. Робине и Т. Веллер, используя метод культуры ткани, открыли, что вирус полиомиелита способен размножаться во всех тканях человека и обезьян, а не только в нейронах мозга, как это считалось раньше. Американским ученым удалось рассмотреть под обычным световым микроскопом деструктивные изменения, которые производил в клетках вирус полиомиелита. Благодаря этому открытию стало возможным количественное изучение вируса полиомиелита значительно более простым методом. Прежде это требовало много времени и больших материальных затрат, поскольку вирусный материал приходилось вводить в мозг обезьян. Открытие американских ученых дало возможность разработать более простой и дешевый способ изготовления вакцины против полиомиелита. Кроме того, оно позволило обнаружить новые разновидности вирусов, вызывающих изменения в культурах, которые очень трудно определить при работе с подопытными животными или куриными эмбрионами. Вслед за этим открытием последовало широкое применение метода культуры тканей для диагностических целей в клинических лабораториях. Вирусология перестала быть заповедной областью небольшого числа специалистов.

Что же было принципиально новым в открытии Д. Эндерса и его сотрудников? Им удалось размножить в клетках культуры ткани вирус полиомиелита, в результате чего клетки были разрушены, распались, вирус освободился и перешел в питательный раствор. Таким способом впервые было получено большое количество чистого вируса, который впоследствии был выведен из жидкости и послужил основой для изготовления прививочной вакцины против полиомиелита.

Преимущество этого способа получения противополиомиелитной вакцины очевидно. Живые клетки в культуре ткани образуют большую поверхность для размножения вируса. Способы его очищения несложны. Все это позволяет получать прививочный материал в очень большом количестве. Благодаря этому открытию стало возможным выращивать вирусы на культурах самых разнообразных тканей самых разных животных.

В последнее время ученые с успехом начали выращивать в питательных растворах изолированные клетки опухолей человека, и сейчас трудно найти крупную вирусологическую лабораторию, которая не располагала бы, к примеру, клетками HeLa, выделенными из оперированной злокачественной опухоли матки, или клетками Detroit 6, также являющимися клетками опухоли человека.

Рассказ о современных методах изучения вирусных частиц был бы не полным, если бы мы не остановились — хотя бы коротко — на таком важном средстве научного исследования, каким является кинематограф.

Научная кинодокументация

Биологи, микробиологи и вирусологи все чаще и шире используют в своих исследованиях микрокиносъемку как важный метод научной кинодокументации. Вот как оценивает его доктор Рудольф Мюллер из Института микробиологии и экспериментальной терапии ГДР: "Научный фильм становится все более незаменимым в микробиологии. Поскольку объекты микробиологии бесконечно малы и требуют для изучения специальной аппаратуры, фильм в этом случае оказывается идеальным наглядным пособием. Вместе с тем кино обрело в микробиологии широкую сферу применения также и как средство исследования. При всяких чисто морфологических исследованиях научный фильм может служить дополнительным подтверждающим материалом, расширяющим наши познания" [7] Мюллер Р. Кино и микробиология. — "Искусство кино", 1958" Ко 8, с. 104.