Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005





Скачать 1.04 Mb.
Название Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005
страница 6/6
Дата 03.04.2013
Размер 1.04 Mb.
Тип Документы
1   2   3   4   5   6
^

Методы гибридизации. Основные элементы стратегии и тактики.


Методы гибридизации иммунных спленоцитов с миеломными клетками бывают биологические (с помощью вирусов типа Сендай), химические (с помощью веществ типа лизолецитина или полиэтиленгликоля) и физические (с помощью электрического поля).

Гибридизация с помощью вируса Сендай не всегда дает положительные результаты. Некоторые вторы объясняют это тем, что не все клетки мышиной миеломы имеют рецепторы для данного вируса (Кеннет, 1983).

Поскольку мембраны клеток заряжены и электропроводны, то, понятно, были предприняты попытки, оказавшиеся весьма удачными, вызвать гибридизацию клеток посредством воздействия внешним электрическим или магнитным полем. Эффективность электрогибридизации, как правило, на один – два порядка выше, чем гибридизация биологическими и химическими методами. Технология электрогибридизации позволяет проводить процесс под визуальным контролем через микроскоп и сразу отделять гибридные клетки от неслившихся, что исключает необходимость метаболической селекции. Однако, данный метод требует дорогостоящего оборудования и высокой квалификации персонала. Поэтому наибольшее распространение в настоящее время получили методы гибридизации с использованием полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой от 1000 до 6000.

Первое сообщение о том, что ПЭГ повышает частоту слияния прикрепленных клеточных линий сделали Дэвидсон Р. и Геральд П. в 1976 году. В последующем другие исследователи применили этот метод для клеток миеломы и селезенки. При использовании данного метода частота гибридизации составляет обычно один гибрид на каждые 2´105 клеток селезенки. Данная эффективность гибридизации считается вполне удовлетворительной для сильных иммуногенов, но служит серьезным препятствием для слабых иммуногенов. Это хорошо показано в работе Кеннет (1983) в отношении специфичности МАт к 33-галлотипу Н-2в, который является слабым иммуногеном. Автору в своих исследованиях не удалось получить ни одного стабильного гибрида. Поэтому многие исследователи изыскивают методы и способы гибридизации, чтобы повысить частоту образования гибридов, особенно в отношении слабых иммуногенов.

Увеличение частоты образования гибридных клеток пытались решить, изменяя концентрацию ПЭГ, значения рН во время слияния, соотношение селезеночных и миеломных клеток, используя различные партии сывороток и типы питательной среды, тимоциты и другие подкормки, а также разные варианты посева слившихся клеток. Однако, до настоящего времени ни одна из вышеперечисленных попыток, путем манипулирования различных переменных, не привела к существенному повышению абсолютного выхода получаемых гибридов на иммунизированную селезенку. В работах Игнатьевой Г.А. с соавторами, 1989 г., Хаитова с соавторами, 1987 г. и ряда зарубежных авторов описаны различные процедуры гибридизации, которые способствуют получению более легко воспроизводимых результатов. Тем не менее, вопрос о преимуществах той или иной модификации остается открытым.

После гибридизации, через 7-14 дней, в лунках вырастают колонии гибридных клеток и возникает необходимость тестирования супернатантов на наличие специфических антител. В зависимости от целей, поставленных исследователями, тестирование может проводиться различными иммунологическими тестами, в том числе, РТГА, НМФА, РСК, РДП. Однако, многие МАт, в отличие от поликлональных сывороток, активны лишь в некоторых серологических реакциях. Это может быть связано как с эпитопной специфичностью МАт, так и с их изотипом, то есть с антигеннезависимыми свойствами молекул МАт. Поэтому при скрининге предпочтительнее использовать методы, основанные на выявлении непосредственного взаимодействия антител с антигеном, а не на выявлении последствий этого взаимодействия (связывание комплемента, агглютинации и т.п.). Наиболее широкое распространение получил иммуноферметный анализ (ИФА), обладающий нанограммовой чувствительностью, максимальной специфичностью и позволяющий обрабатывать сотни проб объемом не более 100 мкл за рабочий день. Реже используется метод иммунофлюорометрического анализа и радиоиммунологического анализа.

Идентифицированные гибридомы клонируют. Следует подчеркнуть, что клонирование является тем этапом гибридомной технологии, который лимитирует пропускную способность всего метода. Поэтому очень важно тщательно провести скрининг, отобрать необходимые гибридомы и, во избежание перерастание антителопродуцирующих клеток клетками, потерявшими способность секретировать антитела, как можно скорее провести клонирование. Широко используется два методических подхода: клонирование методом предельных (лимитирующих) разведений и клонирование в полужидком агаре. В первом случае готовят разведения в ростовой среде, содержащей 1-3 клетки на 0,5 мл и рассаживают по 100 мкл в лунки 96-луночных пластин, либо клетки рассеивают из расчета одна клетка на лунку. При клонировании в полужидком агаре гибридные клетки вносят в 0,5% раствор агара, приготовленный на культуральной среде. Клетки при этом способе обычно вносят в агар из расчета 20-40 клеток на лунку 24-х луночной пластины. Через 7-10 дней образовавшиеся клоны переносят в лунки 96-луночных пластин, контролируя все действия на микроскопе.

Сформировавшуюся популяцию клеток после клонирования тестируют. При первом клонировании гибридом-продуцентов наблюдается расщепление клонов по способности продуцировать специфические антитела. Одной из основных причин нестабильности гибридом считают элиминацию хромосом, несущих иммуноглобулиновые гены. Однако возможны и иные механизмы (как генотипические, так и фенотипические), в силу которых гибридные клетки перестают синтезировать иммуноглобулины. Позитивные клоны после тестирования подвергаются реклонированию. При повторном тестировании количество позитивных клонов может уменьшиться за счет выявления менее стабильных клонов. Для получения достаточно стабильной линии гибридных клеток требуется 2-3 (иногда больше) клонирования. При таком подходе после второго-третьего клонирования число позитивных клонов оказывается близким к 100%. Для поддержания стабильности линии на достаточно высоком уровне при длительном пассировании в культуре, после пассирования на мышах и при больших сроках хранения клонов в криоконсервированном состоянии необходимо проводить клонирование не реже одного раза в три месяца.

После клонирования гибридные клетки могут быть выращены в культуре в значительном количестве. Как правило, концентрация антител в культуральной жидкости достигает 10-100 мкг/мл. Рост гибридом в организме экспериментальных животных (мышей) обеспечивает продукцию МАт на один-два порядка выше.

Для культивирования гибридных клеток in vivo и для получения асцитической жидкости, содержащей МАт, мышам, предварительно праймированным пристаном (2,6,10,14 – тетраметилпентадекан) или неполным адъювантом Фрейнда, вводят внутрибрюшинно гибридные клетки в дозе 2-4´107 на животное. Асциты формируются на 7-14 сутки после инокуляции клеток. Полученные МАт подвергаются тщательному анализу с целью определения их свойств и дальнейшего практического использования.

Таким образом, технология получения гибридом, секретирующих моноклональные антитела, состоит из множества важных этапов, правильное и качественное выполнение которых обеспечивает успех работы и достижение поставленных целей (схема 1).

На сегодняшний день далеко не все теоретические и технические проблемы создания гибридом решены. Особенно важным является решение вопроса о потери хромосом гибридными клетками.
^

Метод моноклональных антител и его практическое использование в диагностике.


Применение метода гибридом и МАт в биологических и медицинских исследованиях вызвало взрывной рост информации и замену наших представлений о структуре вирусов и антител, функции отдельных компонентов вириона (антигена) в развитии иммунных реакций, о структуре и роли различных типов антител в нейтрализации вирусов, о механизмах нейтрализации и т. д. Неудивительно, что все больше и больше исследований проводится с использованием МАт.

За последнюю четверть двадцатого века технология получения МАт совершила молниеносный скачок от чисто теоретического направления исследований до биотехнологических компаний по их производству.

В своей лекции, посвященной присуждению Нобелевской премии, К. Мильштейн сказал, что быстрое развитие биотехнологии обусловлено использованием биологических механизмов, связанных со способностью иммунной системы генерировать около 106 – 109 различных антител, при очень небольшом количестве генов, контролирующих этот процесс.

Основные элементы стратегии и тактики
получения гибридом и МАт

Оптимальное состояние популяции клеток-партнеров для успешной гибридизации

ð

Для опухолевых клеток – логарифмическая фаза роста, для иммуноцитов – пик бласттрансформации.










Гибридизация миеломных клеток с иммуноцитами

ð

Клетки в момент гибридизации и после нее весьма нестабильны. Поэтому все процедуры во время гибридизации стараются провод-ить как можно осторожнее










Селекция гибридных клеток

ð

В настоящее время наиболее успешно применяется метаболическая селекция на среде НАТ










Клонирование гибридных клеток

ð

Селекция гибридных клеток, продуцирующих МАт, от непродуцирующих мутантов










Строгий контроль за соотношением уровня пролиферации клеток в культуре и количеством продукта в супернатанте. Реклонирование

ð

Цель – отбор продуцирующих, относительно стабильных во времени клонов










Наращивание гибридом и получение Мат in vitro и in vivo

ð

Концентрация Мат, синтезируемых гибридомой in vivo на 1-2 порядка выше, чем in vitro










Криоконсервация гибридных клеток

ð

Надежное хранение гибридом и их продуктов (–70° … –196°С)


Технически этот вопрос решился именно путем гибридизации В-лимфоцитов, секретирующих антитела, с перевиваемыми миеломными клетками, обладающими неограниченной потенцией роста. Соединение этих свойств в одной гибридной клетке дало биологам метод получения «биологически чистых реактивов», которые явились уникальным инструментом познания структуры и функции не только антигенов и антител, но и самих клеток, их продуцирующих.

Новый этап развития биотехнологии, связанный с внедрением гибридом и МАт, охарактеризовал себя созданием новых концепций о структуре и функциях изучаемых объектов.

Какие же новые концепции превнесены в вирусологию и иммунологию с внедрением метода МАт?

1. Метод МАт обеспечил изучение антигенной структуры микроорганизмов в нативном виде, в их естественной локализации и в их активном функциональном состоянии. Такой возможности не могли представить исследователям ни биохимические методы, ни методы молекулярной биологии, ни генной инженерии. Перечисленные методы требуют для изучения структуры компонентов биологических объектов (вириона), в частности, их локализации, предварительной обработки физическими и химическими факторами, что, как правило, приводит к различного рода повреждениям активных группировок или конформационным изменениям рецепторов. Следовательно, результаты таких взаимодействий не всегда можно контролировать, а учитываемый эффект может быть искажен. Например, при выделении полипептидов детергентами, часть полипептидов денатурирует и их нельзя выявить доступными методами. В отличие от этого, выделение полипептидов с помощью МАт, где происходит специфическое связывание антигена с антителом, последующая элюция не приводит к повреждению структуры антигена. Повреждение или изменение структуры биологических веществ наблюдали при выделении гемагглютинина вируса гриппа ( в мономерной форме) при конструировании химической вакцины, в результате чего антигенная активность его снижалась на 2-3 порядка. Такое же явление исследователи наблюдали при синтезе гамма-глобулинов и интерферона.

2. Метод МАт позволил выявлять активные группы, участки на молекуле антигенов (детерминанты), взаимодействующие с антителами, а также изучить характер этих взаимодействий в количественных соотношениях, т.е. сопоставлять биологические реакции с химическими и расшифровать молекулярные механизмы этих реакций. Использование МАт, обладающих строгой эпитопной специфичностью (комплементарностью к определенному антигенному участку), дает возможность изучить тонкие структурные изменения антигенных детерминант в процессе эволюции и проводить эпитопное картирование вирусных белков. В частности, с помощью МАт на молекуле нуклеопротеина вируса гриппа А птиц (ВГП) установлено наличие трех антигенных сайтов, имеющихся у подавляющего большинства штаммов вируса гриппа А птиц (рис.2). В тоже время, антигенная детерминанта, выявляемая МАт 1С6, имеется практически у всех исследованных штаммов вируса гриппа птиц, лошадей, свиней и человека, за исключением штамма A/equin/Miami/1/63 (H3N8), тогда как антигенная детерминанта, выявляемая МАт 1F8, 5C10, 5E4 и 5F12, имеется лишь у вирусов гриппа птиц и лошадей.

Эти исследования позволили сделать предположение о реассортации антигенных детерминант между штаммами ВГП и гриппа лошадей. Данные последних лет, полученные с помощью МАт, показывают, что такого рода реас сортация может наблюдаться также между вирусами гриппа птиц и человека.


Рис 5.Схематическое изображение расположения антигенных детерминант на молекуле нуклеопротеина ВГП.


Изучение структуры антигенных детерминант повысило уровень исследований в иммунологии до молекулярного уровня. Высокая специфичность МАт, на уровне химических реактивов, позволила дифференцировать различия в структуре по отдельным аминокислотам, дала возможность вести секвенирование белкового и нуклеиновых компонентов микроорганизмов, клеток животных и далее вести отбор желаемых клонов вируса. Так с помощью МАт были секвенированы клоны вируса бешенства с высокой нейровирулентностью, идентифицированы штаммы вируса бешенства различного происхождения по зонам, выделены клоны вирусов герпеса, венесуэльского энцефаломиелита и др., обладающие высокой иммуногенностью.

3. С помощью МАт были расшифрованы механизмы защитных реакций in vitro и in vivo, что позволило создать новые концепции по функционированию и реализации защитных механизмов. Изучение вопросов по взаимодействию МАт с вирусами, определение валентности антител и роль этого феномена в вирусной нейтрализации позволило создать гипотезу многоударного механизма нейтрализации. Эта гипотеза получила в последующем экспериментальное подтверждение и тем самым была развеяна догма об одноударном механизме нейтрализации.

4. Разработка метода МАт дала совершенно новое направление в создании защитных препаратов, основанное на изучении структуры идиотипических МАт и механизмов идиотип-антиидиотип взаимодействий. При этом антиидиотипические МАт могут быть использованы в качестве иммунизирующего агента, т.е. антигена. В этом направлении уже получены положительные результаты. На модельных животных было показано, что антиидиотипические антитела, несущие «внутренние образы» антигена могут быть использованы в качестве вакцин против инфекционных агентов (Alain L., 1991, Yasmin Th., 1989, Hariharan K.,1991). Более того, антиидиотипические МАт позволили провести углубленный анализ структурно-функциональных взаимоотношений между рецепторами клеток и активными сайтами антигенов.

Примером данного направления могут служить многочисленные работы отечественных и зарубежных исследователей, в которых показано получение антиидиотипических МАт к альфа-интерферону человека. Эти антиидиотипические МАт имитировали биологические свойства альфа-интерферона человека. В частности, они обладали антивирусной активностью в отношении некоторых РНК- и ДНК-содержащих вирусов. Данные антиидиотипические МАт с «внутренним образом» альфа-интерферона , меченные флуорохромом или ферментами могут, быть использованы в качестве маркеров для индикации рецепторов на мембранах иммунокомпетентных клеток человека для альфа-интерферона.

5. Метод МАт обеспечил развитие новых направлений биотехнологии при наработке биопрепаратов различного назначения – это МАт для изготовления диагностических и защитных препаратов, киллерных и хелперных клеток определенной специфичности, клеток синтезирующих гормоны роста, вещества, стимулирующие вегетативные процессы и т. д. Особенно бурное развитие и широкое распространение получили МАт используемые для целей диагностики. В настоящее время как за рубежом, так и в нашей стране разработано множество тест-систем на основе МАт для диагностики инфекционных болезней животных и человека различной этиологии. Благодаря строгой эпитопной специфичности и высокой чувствительности МАт потеснили ранее используемые методы идентификации возбудителей на основе поликлональных антител и успешно вписались в общую схему диагностики ряда вирусных и бактериальных инфекций.

Использование МАт в серологических реакциях сделало возможным проводить дифференциацию близкородственных вирусов, в отличие от сывороточных антител, которые не всегда позволяют надежно идентифицировать возбудитель и могут обладать перекрестной реактивностью со сходными по антигенной структуре вирусами. Например, вирусы эпизоотической геморрагической болезни оленей (ЭГБО), болезни Ибараки и катаральной лихорадки овец (КЛО) антигенно родственны между собой, то антитела, вырабатываемые животными в ответ на инфицирование хотя бы одним из них, перекрестно реагируют при лабораторном тестировании с другим вирусом, даже если иммунизация проводится высоко очищенным вирусным препаратом. Следовательно, для постановки точного диагноза необходимо тщательно идентифицировать изолированный вирус. Именно МАт к различным антигенным детерминантам этих вирусов позволили решить эту проблему. Разработанная на основе МАт к антигенам вирусов ЭГБО, КЛО и болезни Ибараки диагностическая тест-система позволила дифференцировать эти близкородственные в антигенном отношении вирусы. Кроме того, высокая чувствительность метода ИФА на основе МАт сделала возможным обнаружение вируса КЛО непосредственно в крови больных животных и сократить сроки диагностических исследований. Тем самым это еще раз подтверждает необходимость применения методов на основе МАт в общей схеме диагностики вирусных болезней в качестве сигнальных экспрес-методов.

Совершенствование гибридомной технологии и достигнутые успехи в получении продуктов моноклонов в настоящее время привели к созданию нового вида гибридом, названных квадромами, которые секретируют биспецифические МАт (би-МАт), которые оказались весьма перспективными для использования в различных областях иммунохимии, иммунодиагностики и иммунотерапии. Квадромы, полученные путем слияния клеток линий двух гибридом с продукцией моноспецифических MАт к различным антигенным детерминантам, синтезируют иммуноглобулиновые молекулы с двумя активными центрами, направленными к разным антигенам (биспецифические МАт) (рис 3.).

На современном этапе развития иммунологии и онкологии всесторонне изучаются возможности использования би-МАт в качестве эффективного инструмента в противоопухолевой иммунотерапии.

В настоящее время большое внимание уделяется изучению механизмов клеточной цитотоксичности и разработке на основе этих исследований подходов к лечению больных злокачественными новообразованиями и вирусными инфекциями.

В ряде экспериментальных работ показано практическое применение би-МАт в диагностике и терапии различного рода патологий человека и животн
ых, а также при скрининге, анализе и мониторинге субстанций биологического происхождения.


Рис.6 Схема применения би-МАт в ИФА для одноэтапного
выявления антигена.

Таким образом, успехи, достигнутые гибридомной технологией, наглядно свидетельствуют о том, что применение МАт позволило выйти на качественно новый уровень исследований в области ветеринарной медицины и вирусологии. Моноклональные антитела на сегодняшний день представляют собой мощный инструмент для изучения антигенных взаимоотношений, при изучении взаимодействия вирусов с клетками, вопросов иммуногенеза и механизма защитных реакций, а также эффективный инструмент для изготовления диагностических и защитных препаратов, отличающихся высокой чувствительностью, специфичностью и технологичностью.


^ ЗАНЯТИЕ 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИПЕПТИДНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ АНТИТЕЛ \ ИММУНОБЛОТИНГ\

В настоящее время электрофорез является одним из основных методов изучения белков. Электрофорез препаратов очищенных вирионов позволил опреде­лить их белковый и полипептидный состав. В сочетании с обра­боткой детергентами и другими химическими веществами изучается структурная организация вирионов. Стало возмож­ным эффективно контролировать процессы очистки вирусов или отдельных вирусспецифических антигенов, изучать динамику и кинетику синтеза полипептидов, механизмы действия ингиби­торов, различных антивирусных соединений, молекулярные фенотипы мутантов и вариантов.

Применение радиомаркированных предшественников глико-, сульфо- фосфопротеинов, жирных кислот позволяет идентифицировать интересующие группы белков. В совокупности с методом иммунопреципитации определяются вирусспецифические белки в зараженных клетках, те из них, которые экспрессируются на мембранах; устанавливается специфичность моноклональных антител, вирусспецифических белков, синтезируемых генноинженерными или химическими способами; контролируется иммунный ответ животных на различные антигенные препараты.

Для определения полипептидной специфичности антител используют методы радиоиммунопреципитации или иммуноблотинга. При этом следует учитывать, что радиоиммунопреципитацией выявляются антитела к конформационным и линейным детерминантам нативных белков, тогда как иммуноблотингом - только к линейным детерминантам полипептидов.

Для разделения полипептидов используют метод диск-электрофореза в присутствии ионного детергента ДСН по Laemmli. При диск-электрофорезе используются буферы с различ­ными рН, что создает прерывистые градиенты электрического потенциала и рН. Система включает крупнопористый концент­рирующий гель с низким рН, расположенный над мелкопористым разделяющим гелем с высоким рН. Полипептиды быстро проходят через крупнопористый гель и концентрируются на поверхности разделяющего геля. Это позволяет получить хорошее разделение при использовании относительно больших объемов разведенных белковых растворов. Под действием ДСН в сочетании с восстановителем (2-меркаптоэтанол) и прогревом при 100 °С все белки денатурируются и разде­ляются на отдельные полипептидные цепи. Так как при элек­трофорезе в ПААГ с ДСН свободная подвижность комплексов белок - ДСН почти постоянна, моле­кулярные размеры таких комплексов можно определять по графику зависимости относительной подвижности от логариф­ма молекулярной массы.

Регистрацию полос белков, маркированных 14С, 35S, 125I, осу­ществляют методом авторадиографии, а 3Н - флюорографии. Перед авторадиографией белков, меченных 14С и 35S; для исклю­чения потерь энергии b-частиц при контакте с фотопленкой гели высушивают. Для регистрации тритированных полипептидов флюорографией в гель вводят сцинтиллятор, свечение которого под действием радиоактивно меченного продукта регистрируется как и при авторадиографии наложенной на высушенный гель рентгеновской фотопленкой.

В качестве примера предлагаются методики определения спектров полипептидной специфичности антител в сыворотках вакцинированных собак.

Методика

Приготовление радиоактивно меченых белков. Двухсуточную культуру клеток CV-1, выращенную в клинских матрасах, заражают ВЧС, штамм ВНИИВВиМ-88, с множественностью 0.01 ТЦД50/клетка. Через двое суток культивирования вносят 14С-уксуснокислый натрий в конечной концентрации 2.5 МБк/см3. Через 4 суток после инфицирования в момент развития синцитиев клетки механически снимают с монослоя и дважды отмывают ФБР, осаждая при 1500 g в течение 20 мин. После однократного замораживания-оттаивания клетки лизируют 1% тритоном Х-100 в 0.02 М трис-НСl буфере с рН 7.4 в 1:100 от исходного объема. Лизат центрифугируют при 50 000 g 20 мин и хранят при минус 70 °C.

Иммунопреципитацию проводят следующим образом. По 0.1 см3 протеин А-сефарозы, уравновешенной в лизирующем буфере с добавлением 1мМ фенилметилсульфонилфторида, инкубируют с 0.2 см3 исследуемых сывороток собак в течение 2 ч при (20-25) °С. Затем шестикратно отмывают лизирующим буфером, и инкубируют с (0.1-0.2) см3 радиоактивно меченого антигена в течение 18 ч при 4 °С. После шестикратной отмывки сорбент суспендируют в 0.2 см3 буфера для электрофореза, кипяят на водяной бане 5 мин и элюированные полипептиды электрофоретически разделяют в 10% ПААГ.

Электрофорез. Готовят растворы: 30% Т, 2.7% С (58.4 г акриламида + 1.6 г N,N'- метилен

-бис-акриламида + Н2О до 200 см3); четырехкратный буфер разделяющего геля - 1.5 М Трис-НСl c рН 8.8 (36.3 г Трис + Н2О до 200 см3, рН доводят соляной кислотой); четырехкратный буфер концентрирующего геля - 0.5 М Трис-НCl c рН 6.8 (3.0 г Трис + Н2О до 50 см3, рН доводят соляной кислотой); 10%-ный раствор ДСН (50 г ДСН + Н2О до 500 см3); инициатор - 10%-ный раствор персульфата аммония (0.1 г персульфата аммония + Н2О до 1 см3); N,N,N',N'-тетраметилендиамин (ТЕМЭД); промывочный раствор разделяющего геля - 0.375 М Трис-НCl c рН 8.8 + 0.1% ДСН (25 см3 1.5 М Трис-НCl + 1 мл 10%-ного раствора ДСН + Н2О до 100 мл); двукратный буфер для проб - 0.125 М Трис-НСl c рН 6.8 + 4% ДСН + 20% глицерина + 10% 2-меркаптоэтанола (2.5 см3 1.5 М раствора Трис-НСl с рН 8.8 + 4.0 см3 10%-ного раствора ДСН + 2.0 см3 глицерина + 1.0 мл 2-меркаптоэтанола + 0.04 см3 бромфенолового синего + Н2О до 10 см3); электродный буфер - 0.025 М Трис c рН 8.3 + 0.192 М гли­цина + 0.1%-ный ДСН (12 г Трис + 57.6 г глицина + 40 см3 10%-ного раствора ДСН + Н2О до 4.0 дм3); изобутанол; фиксирующий рас­твор - 12.5%-ный раствор трихлоруксусной (ТХУ) кислоты (125 г ТХУ + Н2О до 1,0 дм3).

Компоненты для разных гелей

Компонент

Для концент- Для разделя-

рирующего геля ющего геля

Раствор мономеров

2.66 см3 20 см3

Четырехкратный буфер разделяющего геля

- 15 см3

Четырехкратный буфер концентрирующего геля

5.0 см3 -

10%-ный раствор ДСН

0.2 см3 0.б см3

Н2О

12.2 см3 24.1 см3

Инициатор

0.1 см3 0.3 см3

ТЕМЭД

0.01 см3 0.02 см3


Концентрирующий (4% Т, 2.7%С) и разделяющий (10% Т, 2.7% С) гели готовят по данным таблицы 4. Для приготовления разделяющего геля смешивают указан­ные количества растворов мономеров, буфера, ДСН, воды, инициатора, смесь деаэрируют в колбе Бунзена, присоединен­ной к вакуумному насосу, добавляют 0.05 см3 ТЕМЭД. Смесь заливают между стеклами для формирования пластин геля. Сверху наслаивают 1 см3 изобутанола. Через 30-40 мин (после оконча­ния процесса полимеризации) изобутанол сливают и трижды промывают край разделяющего геля промывочным раствором. Остатки раствора удаляют полосками фильтровальной бумаги. Концентрирующий гель готовят аналогичным образом, на­слаивают на разделяющий гель между стеклами и вставляют шаблон в виде "гребешка". После завершения полимеризации (30-40 мин) шаблон вынимают, а камеру помещают в аппарат электрофореза.

Исследуемые образцы вносят в "карманы". Электроды соединяют с источни­ком тока, анод подключают к нижнему резервуару с электрод­ным буфером, катод - к верхнему. Электрофорез проводят при постоянном токе (20-30 мА на гель размером 12х19х0.2 см) до тех пор, пока свидетель - бромфеноловый синий не дойдет до нижней границы геля (3-4 ч).

^ Получение радиоавтографов. Гели с разделенными полипептидами для высушивания переносят на смоченную водой фильтровальную бумагу, укла­дывают бумажным слоем на пористую пластинку и помещают в аппарат для сушки. В случае отсутствия последнего пористую пластинку с гелем укладывают на перфорированную металли­ческую пластинку, помещают в полиэтиленовый мешок и при­соединяют к вакуумному насосу. При подогревании под лампой гель высыхает за 6-8 ч. Пластинка геля становится тонкой, твердеет и в виде гладкой пленки остается на бумаге.

Более простой способ высушивания геля состоит в следую­щем. Гель на стеклянной пластинке плотно покрывают целло­фаном, края которого фиксируют, заливая агаром или парафи­ном, и оставляют на несколько суток при комнатной температу­ре. Высушенные пластины геля хранят под прессом для пред­отвращения скручивания и другой деформации.

Для получения радиоавтографов на гелевую пластинку накладывают медицинскую рентгеновскую пленку, помещают между двумя стеклянными пластинками и фиксируют зажима­ми. Экспонируют при комнатной температуре в течение срока, определяемого опытным путем. Полипептиды, радиоактив­ность которых в смеси составляет (20-50)х103 имп/мин, надежно регистрируются за 24-48 ч. После этого пленку проявляют 6-8 мин и закрепляют 5-10 мин в соответствующих растворах.

Для флюорографии гель перед высушиванием фиксируют в 12.5%-ном растворе ТХУ при комнатной температуре 30 мин. Наиболее простой и экономичный способ флюорографии состоит в использовании в качестве сцинтиллятора салицилата натрия, преимущество которого в его водорастворимости. Гель вымачи­вают в 10 объемах 1 М водного раствора салицилата натрия в течение 30-60 мин при комнатной температуре. В качестве сцинтиллятора применяют также дифенилоксазол. Для импрегнирования этим сцинтиллятором гель вымачивают в течение 1.5 ч в двух сменах ледяной уксусной кислоты, помещают на 1.5 ч в 3-4 объема 20%-ного дифенилоксазола в уксусной кислоте, затем промывают водой. Гель при этом становится белым и непрозрачным. После высушивания гелевую пластинку экспонируют с рентгеновской пленкой при минус 70 °С.

Рентгеновскую фотопленку РТ-1 или РТ-2 проявляют в (2.5 г метола + 72.0 г сульфита натрия безводного + 8.8 г гидрохинона + 48.0 г натрия углекислого безводного + 4.0 г калия бромистого + Н2О до 1.0 л); фиксируют в (260.0 г тиосульфата натрия + 50.0 г хлористого аммония + 17.0 г метабисульфита натрия + Н2О до 1.0 л). Учет результатов проводят визуально, регистрируя темные полосы на треках электрофореграмм.

Иммуноблотинг. Образцы белков зараженных ВЧС клеток готовят аналогично радиоактивно меченым белкам, но без внесения радиомаркированных предшественников. 2 мг/см3 белков в растворе буферов с низкой молярностью (0.01-0.02 М) и нейтральным рН смешива­ют с буфером для проб в соотношении 1:1 и инкубируют в кипя­щей бане 2-5 мин. Электрофоретическое разделение полипептидов проводят как описано выше. Электроперенос полипептидов из полиакрилам геля на нитроцеллюлозную мембрану осуществляют по методу Kyhse-Anderson. Сборку транс-единицы выполняют в аппарате для электропереноса, в котором графитные электроды фиксируют в пластмассовых рамках, по схеме, представленной на рис.4. Размеры листков из фильтровальной бумаги делают на 2-3 мм меньше размеров геля. В процессе сборки транс-единицы тщательно удаляют воздушные пузырьки между слоями. Электроперенос осуществляют при 0.8 mA/см2 в течение 40-60 мин при 20 ОС. Качество переноса и его завершенность каждый раз контролируют путем окрашивания полоски НЦМ с 1-2 треками с маркерами молекулярной массы 0.5.% амидочерным.

Иммуноблотинг осуществляют следующим образом. Свободные после электропереноса полипептидов места связывания на НЦМ забивают 5% бычьим сывороточным альбумином на отмывочном буфере (0.02 М трис-НСl, рН 7.2-7.4, 0.05 % твин-20, 0.15 М NaCl ), затем НЦМ инкубируют 2 ч при 37 °С с соответствующей антисывороткой в разведении 1:20-1:30, шестикратно ополаскивают в отмывочном буфере и заливают рабочим разведением конъюгата протеина А с пероксидазой хрена в отмывочном буфере. Через 2 ч НЦМ шестикратно отмывают и инкубируют с раствором субстрата ( 10 мг о-дианизидина, 0.07 см3 30% Н2О2 в 40 мл 0.05 М трис-НСl с рН 7.2 ). Учет результатов проводят визуально, регистрируя темные полосы на треках электрофореграмм.

В том случае, если исследуемые образцы характеризуются низкой концентрацией белка, перед электрофорезом их необходимо концентрировать. Для этого применяют лиофилизацию, вакуумный диализ, диализ против высокомолекулярного гидрофильного материала (сефадекс G-100, G-200, декстран Т70), осаждение 10%-ной трихлоруксусной кислотой, ацетоном, сульфатом аммония.

1

2

А

В

C

D

E

3

1


Рис.7. Сборка транс-единицы в аппарате для электропереноса. (1) Графитовые электроды (( + и -) фиксированные на пластиковой основе); (2) - шесть слоев фильтровальной бумаги, пропитанной в 0.040 М e-амино-n-капроновой кислоте/0.025 М трис/20% ( объем/объем ) метаноле, рН 9.4; (3) - шесть слоев фильтровальной бумаги, пропитанной в 0.3 М трис/20% ( объем/объем ) метаноле, рН10.4. Транс-единица: (А) - диализная мембрана; (В) - три слоя фильтровальной бумаги, пропитанных в 0.040 М 6 e-амно-n-капроновой кислоте/0.025 М трис/20% (объем/объем) метаноле, рН9.4; (С) - полиакриламидный гель; (D) - нитроцеллюлозная мембрана; (Е) - три слоя фильтровальной бумаги, пропитанных в 0.025 М трис/20% ( объем/объем ) метанола, рН 10.4.


Занятие 25. Полимеразная цепная реакция, её возможности в диагностике инфекций.

(Материал подготовлен совместно с д б н, профессором,

зав лабораторие ВГНКИ Обуховым И.Л.)

Цель занятия: изучить суть использования метода ПЦР

Краткие теоретические сведения

В настоящее время максимально ранняя диагностика возбудителей инфекций является важнейшим принципом контроля за их распространением.

Обнаружение и идентификация возбудителей инфекционных заболеваний животных и птиц представляет собой одну из наиболее важных задач ветеринарной бактериологии и вирусологии. Решение этой задачи обеспечивается богатым арсеналом методических приемов, - начиная от клинических методик вирусологического и бактериологического тестирования и кончая иммунохимическими и молекулярно-биологическими методами. В каждом случае характер и сложность диагностических приемов зависят от биологии возбудителя инфекции. В отличие от растений и животных микроорганизмы как правило лишены отличительных морфологических и поведенческих свойств, позволяющих определять их принадлежность к определенным таксонам. Поэтому для идентификации патогенных микроорганизмов широко привлекаются биохимические, серологические и молекулярно-генетические подходы. Биохимический анализ выделенного возбудителя в большинстве случаев дает возможность правильно установить родовую или видовую его принадлежность. Однако существенным недостатком данного подхода является требование предварительного выделения возбудителя в виде чистой культуры. Некультивируемость микроорганизмов - главная причина, по которой культуральный метод все более и более теряет свои позиции по мере появления альтернативных подходов. При этом под некультивируемостью мы понимаем как невозможность на современном уровне развития микробиологии подобрать условия культивирования для большинства микроорганизмов, существующих в природе (по некоторым данным эта цифра может достигать 99%), так и невозможность высеять хорошо культивируемый микроорганизм из какой-либо биологической среды, содержащей ингибиторы его размножения. Кроме того, целый ряд клинически важных бактериальных возбудителей животных может плохо культивироваться из-за широкого применения в современной ветеринарной лечебной практике антибиотиков широкого спектра действия. Помимо этого, для многих возбудителей культуральный метод представляет собой трудоемкую, длительную и дорогостоящую процедуру. В то же время традиционные серологические тесты: РСК, РДП, РГА, а порой и наиболее перспективные методы диагностики - иммуноферментный анализ (ИФА) и иммуноблотинг (ИБ), оказываются фактически неэффективными или принципиально неприемлемыми для выявления инфекционных возбудителей по причине, главным образом, их низкой чувствительности.

Поэтому в последнее время все большее распространение получают новейшие методы диагностики, основанные на обнаружении в исследуемых клинических образцах специфических нуклеотидных последовательностей генома микроорганизмов. Генодиагностика — это комплекс методов, которые позволяют обнаруживать гены или последовательности нуклеиновой кислоты, специфичные для определения вида возбудителя инфекционного заболевания. Геноди­агностика — относительно новый раздел диагностики, возникший гораздо позже методов, основанных на микробиологических и иммунологических принципах. Поэтому возможности и области применения этого ме­тода еще не так широко известны микробиологам и эпизоотологам. В связи с этим целью данного обзора является рассмотрение как современного состояния генодиагностики, так и областей ее применения. Это, по нашему мнению, позволит показать, что генодиагностика возникла не для того, чтобы потеснить имеющие­ся микробиологические и иммунологические методы, а, наоборот, чтобы дополнить их, позволяя решать те за­дачи диагностики инфекционных заболеваний, которые ранее были не доступны классическим методам.

Создание всего нового, в том числе и новых методов диагностики, возможно только на основе фундамен­тальных разработок. Становление и совершенствова­ние генодиагностики тому яркий пример. Начиная с 1953 г., когда Дж. Уотсон и Ф. Крик опубликовали ра­боту, посвященную структуре ДНК, стало ясно, что ос­новной принцип, лежащий в основе всего живого – принцип комплементарности. Однонитевая цепь ДНК для образования двунитевого комплекса взаимодейству­ет с цепью ДНК, обладающей комплементарной после­довательностью. С этих пор данный принцип стал ши­роко и успешно использоваться для решения различ­ных, более частных проблем, в том числе и для диагно­стики патогенных микроорганизмов.

До конца 80-х годов реакция гибридизации ДНК с ДНК была основой генодиагностики. Для проведения этой реакции необходимо было располагать клониро­ванной последовательностью ДНК, которую использо­вали в качестве молекулярного зонда. Молекулярный зонд должен быть специфичным по отношению к ДНК тестируемого микроорганизма, а также желатель­но быть частью гена, кодирующего синтез одного из факторов патогенности. При использовании молеку­лярного зонда, удовлетворяющего этим требованиям, можно не только идентифицировать микроорганизм, но и давать заключение о его вирулентном потенциале и эпидемиологической значимости, что особенно важно при исследовании микроорганизмов, выделяемых из объектов внешней среды.

Использование молекулярного зондирования позво­лило в значительной степени изменить ряд представле­ний о диагностике инфекционных заболеваний. Было доказано, что тестирование генов факторов патогенно­сти во многих случаях более информативный подход по сравнению с исследованием различных фенотипических свойств, таких как определение серотипа, фаготипа, способности агглютинироваться в присутствии спе­цифических сывороток, которые далеко не всегда отра­жают корреляционные связи с вирулентностью иссле­дуемого микроба.

Однако метод генодиагностики, основанный на ре­акции гибридизации ДНК с ДНК, не отличается высокой чувствительностью и позволяет обнаруживать 104-105 мишеней (это могут быть бактериальные клетки, вирусные частицы или очищенная нуклеиновая кисло­та) в пробе. В связи с этим данный подход является ма­ло информативным при диагностике тех инфекцион­ных состоянии, при которых концентрация микробов ниже порога чувствительности метода, а сами микробы в силу тех или иных причин не размножаются в лабора­торных условиях. С такими ситуациями микробиологам приходиться сталкиваться повсеместно: например при диагностике хронических инфекционных состоянии, обусловленных персистенцией бактерий или вирусов. Те же трудности приходится преодолевать при иденти­фикации практически всех внутриклеточных парази­тов, таких как вирусы, риккетсии, хламидии, микоплазмы, требующих для своего культивирования или очень сложных питательных сред, или же клеточных, или тка­невых культур.)

Следующим шагом фундаментальной науки — моле­кулярной биологии гена — было создание способа ис­следования, получившего название полимеразной цеп­ной реакции (ПЦР), позволяющего не только преодо­левать вышеперечисленные трудности, но и открываю­щего новые возможности при лечении и эпидемиологи­ческом анализе инфекционных заболеваний.

Принцип ПЦР был описан в 1986 г. К. Мullis, полу­чившим за это Нобелевскую премию в 1993 г. В основе этого метода лежит многократное копирование с помо­щью фермента ДНК-полимеразы определенного фраг­мента ДНК, который является маркерным для данного вида. Механизм копирования таков, что комплементар­ное достраивание нитей может начаться не в любой точке последовательности ДНК, а только в определен­ных стартовых блоках — коротких двунитевых участках. Для создания стартовых блоков в заданных участках ДНК используют затравки, представляющие собой спе­циально синтезированные in vitro олигонуклеотиды длиной около 20 нуклеотидов, называемые праймерами. Праймеры комплементарны последовательностям ДНК на левой и правой границах специфического фрагмента и ориентированы таким образом, что синтез ДНК, осуществляемый ДНК-полимеразой, протекает только между ними. В результате проис­ходит экспоненциальное увеличение количества копий специфического фрагмента по формуле 2n, где п — чис­ло циклов амплификации. Поскольку праймеры входят в состав амплифицируемого фрагмента, его размер оп­ределяется числом олигонуклеотидных пар между 5'-концами праймеров. Обычно размер фрагмента состав­ляет несколько сотен нуклеотидных пар.

Построение новых ДНК нитей из дезоксирибонуклеотидтрифосфатов осуществляет фермент термоста­бильная ДНК-полимераза, называемая Таq-полимеразой. Процесс амплификации заключается в повторе­нии циклов амплификации, состоящих из денатурации ДНК (1 мин), отжига праймеров (1—2 мин) и построе­ния фрагмента (1—2 мин). В результате 30—35 циклов амплификации синтезируется 108 копий фрагмента, что делает возможным визуальный учет результатов после электрофореза в агарозном или акриламидном геле. Использование термостабильной ДНК-полимеразы по­зволило автоматизировать процесс амплификации с по­мощью специального прибора, называемого термоциклером. Этот прибор автоматически осуществляет смену температур согласно заданной программе и числу цик­лов амплификации.

Таким образом, ПЦР аналогична росту бактерий на искусственных питательных средах — процессу биоло­гической амплификации, при которой одна микробная клетка, образуя видимую колонию, амплифицируется в 105—106 раз, давая возможность определить свойства бактерии, манипулируя уже с целой колонией. Как и питательные среды, которые могут быть селективны­ми, поддерживающими рост только одного микроорга­низма, или обогатительными, дающими возможность размножаться широкому кругу микробов, так и прайме­ры, определяющие специфичность ПЦР, могут быть строго видоспецифичными или с их помощью можно выявить целые роды или семейства микроорганизмов. Но в то же время ПЦР имеет принципиальное преиму­щество перед культуральными методами. Диагностиче­ские потенции ПЦР не ограничены способностью мик­роба расти на искусственных средах или в культуре клеток. Поэтому основное преимущество ПЦР перед культуральными методами состоит не в высокой чувст­вительности ПЦР-метода (так как чувствительность этих методов сопоставима), а в способности идентифи­цировать и определять свойства тех микроорганизмов, которых не удается по тем или иным причинам размно­жать в лабораторных условиях. Здесь уместно отме­тить, что идентификационные тест-системы, основан­ные на ПЦР, разрабатываются для микроорганизмов с известными к данному моменту последовательностями ДНК в интересующих генах.

Наивысшая чувствительность ПЦР обычно достига­ется при работе с чистой культурой микроба или, что еще лучше, с очищенной нуклеиновой кислотой. Эта чувствительность автоматически не трансформируется в чувствительность метода при работе с клиническим ма­териалом. На успех определения при работе с этим ма­териалом влияют такие факторы, как методика приго­товления образца, возможное присутствие ингибитора фермента, осуществляющего амплификацию, объем об­разца при низких концентрациях тестируемых молекул.

Наибольшее внимание среди этих методов привлекает полимеразная цепная реакция (ПЦР) в основе которой лежит многократное повторение циклов удвоения (амплификация) специфического участка нуклеотидной последовательности. Главное достоинство метода - очень высокая чувствительность: в результате амплификации концентрация специфической олигонуклеотидной последовательности в реакционной пробе возрастает в десятки миллионов раз. За последние 10 лет достигнут зна­чительный прогресс в изучении молеку­лярной основы наследственных болез­ней и в их диагностике с помощью молекулярного анализа ДНК- В первую очередь это относится к болезням, кото­рые вызваны мутацией в одном гене (моногенным). Каждый год увеличи­вается список наследственных болезней, которые могут быть выявлены методами анализа последовательности нуклеино­вых оснований хромосомной ДНК.

Появилась возможность с помощью исследования образцов ДНК поставить диагноз наследственного заболевания еще до появления клинических симпто­мов или в пренатальный период. Это позволяет выявить носителей мутантного гена при аутосомно-рецессивных бо­лезнях, а также распознать фенотипически сходные, но генетически различ­ные заболевания . В настоящее время расширяется сфера применения этих методов. Помимо диагностики болезней с установленным типом наследования, они начинают использоваться для изучения и мультифакториальных заболеваний (коро­нарная болезнь сердца, сахарный диа­бет, опухоли и др.), а также для иден­тификации личности, установления отцовства и др.





Особую диагностическую ценность ДНК-анализ приобретает при тех наследственных болезнях, при которых неизвестен биохимический дефект, ле­жащий в их основе, и которые поэтому не могут быть выявлены тради­ционными методами лабораторной диагностики. Кроме того, этот метод практически незаменим в тех случаях, когда патологический ген оказывает свое действие только в тканях, которые недоступны для исследования (мозг, печень).Ключом к расширению клиническо­го применения достижений современной молекулярной генетики являются не только разработка методов рекомбинантной ДНК, но и значительное упро­щение технологии проведения ДНК-анализа, повышение чувствительности, быстроты и надежности методов с их последующей автоматизацией. Остановимся теперь более подробно на основных этапах технологии анализа.



^ Получение и хранение ДНК. Геномную ДНК выделяют с помощью многоступенчатых методов из тканей, содержащих ядерные клетки, в том чис­ле из лимфоцитов периферической кро­ви, лимфобластоидных клеточных ли­ний, а также из амниоцитов и ворсин хориона плода, полученных путем биопсии. Кровь для исследования бе­рут в количестве около 10мл с анти­коагулянтом: цитратом, глюкозоцитратным раствором (глюгициром) или ЭДТА. В большинстве лабораторий ДНК выделяют из взятых образцов в тот же день, но их можно и хранить при температуре —20°С . Первым этапом анализа ДНК является ее экстракция из тканей по стандартному методу. Клетки крови (или ворсин хориона) гемолизируют, обрабатывают протеиназой К в течение ночи для расщепления белков, экстра­гируют сопутствующие вещества фено­лом и хлороформом и осаждают нуклеиновые кислоты этанолом. Методы экстракции ДНК постоянно совершенствуются, разрабатываются различные модификации, направленные на ускорение и повышение эффектив­ности методов, а также исполь­зование менее вредных для исследо­вателя реактивов.

Количество и чистота препарата ДНК оцениваются спектрофотометрически. Экстрагированная ДНК стабильна и может храниться неопределенно долгое время. Это имеет большое зна­чение, так как образцы от людей с генетическими заболеваниями могут быть собраны и сохранены для будущих сопоставлений при обследовании дру­гих членов семьи, а также для про­ведения повторных исследований после получения ДНК-проб нового поколения. Обычно образцы ДНК дублируются и хранятся раздельно в двух морозильниках. Хранение ДНК обеспечивает возможность ДНК-диагностики в семьях, в которых по­жилые или страдавшие наследствен­ными заболеваниями родственники умерли до того, как стало возможным предсказательное тестирование. В случаях, когда пораженные родствен­ники уже умерли и ДНК лейкоцитов недоступна для анализа, оказалось возможным использовать заморожен­ную ткань мозга, взятую на аутопсии.

Для радиоизотопного анализа по Саузерну обычно требуется 5—10 мкг геномной ДНК, что составляет около 2-10–18 мол. Такое количество ДНК присутствует приблизительно в 106 ядерных клеток, которые могут быть выделены менее чем из 1 мл крови, а в случае пренатальной диагностики — из биоптата ворсин хориона или из амниоцитов. Еще меньшее, крайне незначительное количество ДНК необходимо в тех случаях, когда анализу предшествует амплификация (умножение) участка ДНК-мишени с помощью недавно раз­работанного метода, использующего повторные циклы полимеразной цепной реакции (ПЦР).

В настоящее время используется несколько спосо­бов подготовки образца для проведения ПЦР. Про­цедура подготовки пробы включает лизис микроба и экстракцию нуклеиновой кислоты. С целью разруше­ния микробной клетки используют простое кипячение, замораживание—оттаивание в присутствии лизоцима, а также специальные лизирующие буферы, содержащие детергенты и протеиназу. Выбор метода, как правило, диктуется природой микроба, а точнее природой его клеточной стенки. Для экстракции ДНК используют два основных метода. Во-первых, классическую проце­дуру фенольно-хлороформной экстракции. При этом достигается хорошая очистка ДНК и в первую очередь от ингибиторов Таq-полимеразы, но неизбежны боль­шие потери нуклеиновой кислоты, особенно заметные при работе с образцами небольшого объема с низкой концентрацией инфекционного агента. Другой способ, применяемый для очистки нуклеиновой кислоты, осно­ван на использовании нуклеосорбентов. Подготовка материала с применением нуклеосорбента занимает меньше времени и более проста в исполнении, хотя не всегда может гарантировать удаление возможных инги­биторов.

Зная возможности и преимущества этого метода, сформулируем те направления исследований в инфек­ционной патологии, в решении которых ПЦР начина­ет играть ведущую роль:

— диагностика хронических инфекционных состоя­ний, обусловленных персистенцией бактерий или виру­сов, — наиболее очевидная область применения ПЦР в диагностических целях;

— ПЦР — незаменимый инструмент при идентифи­кации и молекулярно-генетических исследованиях практически всех внутриклеточных и мембранных па­разитов, таких как вирусы, риккетсии, хламидии, микоплазмы;

— ПЦР является наиболее эффективным способом выявления и изучения возбудителей сапронозов, кото­рые, находясь во внешней среде в "некультивируемом" состоянии, способны там сохраняться, переживая не­благоприятные внешние условия в межэпидемические периоды;

— ПЦР позволяет проводить определение антибиотикорезистентности у медленно растущих и труднокультивируемых бактерий;

— технология ПЦР коренным образом изменила способы маркирования штаммов для целей эпидемио­логического анализа, тем самым расширив его возмож­ности.

Теперь обратимся к конкретным примерам, которые показывают, как технология ПЦР позволяет решать пе­речисленные выше задачи.

На настоящий момент преимущество ПЦР-анализа перед "золотым стандартом" (так красиво называют культуральный метод выявления бактерий и вирусов) состоит в следующем: 1) более высокая частота обнаружения микроба, превышающая культуральный метод на 6— 7%. Эти различия объясняются возможной гибелью микроба при хранении и транспортировке, тогда как ПЦР способна обнаруживать и нежизнеспособные фор­мы микроорганизма; 2) время, необходимое для обна­ружения микроба культуральным методом, составляет около 4-6 сут., тогда как при использовании ПЦР через 4—5 ч; 3) использование технологии ПЦР позволяет проводить определение инфекционного агента в образцах, взятых неинвазивным путем.

Одной из наиболее интересных сфер приложения ПЦР в эпидемиологии является использование этой технологии для мониторинга объектов внешней среды. Помимо решения чисто прикладных задач (усовершен­ствование методик обнаружения возбудителей в пробах воды, почвы и т. д.) в этой области, ПЦР является важ­ным инструментом для получения фундаментальной информации о способах поддержания жизнеспособно­сти микроорганизмов вне связи с организмом животно­го или человека.

За последние 5—7 лет накоплен достаточно обшир­ный материал, свидетельствующий о способности мно­гих видов патогенных бактерий переходить в так назы­ваемое некультивируемое состояние. Формирова­ние некультивируемых форм бактерий сопровождается глубокими перестройками метаболизма и изменением морфологии бактериальной клетки. В результате клетки бактерий, сохраняя жизнеспособность, перестают де­литься и, будучи перенесены на плотную питательную среду, не формируют колоний. Однако переход в не­культивируемое состояние не является необратимым, и под воздействием изменяющихся условий внешней сре­ды некультивируемые клетки бактерий могут восста­навливать способность к пролиферации.

Очевидно, что некультивируемые формы бактерий нельзя выявить традиционными микробиологическими приемами, включающими посевы из исследуемых об­разцов на плотные питательные среды. Микроскопия с использованием витальных красителей в данном слу­чае может служить лишь инструментом изучения фор­мирования некультивируемых форм в лабораторном эксперименте. Показано, что переходить в некультиви­руемое состояние могут возбудители многих заболева­ний человека. Переход в некультивируемое состояние представляет собой способ поддержания жизнеспособ­ности в неоптимальных для активного роста условиях. Эта способность обнаруживается в первую очередь у патогенных бактерий—сапрофитов. Диагностика забо­леваний, вызванных многими из подобных инфекцион­ных агентов, успешно обеспечивается традиционными методами. Однако единственным в настоящее время методическим подходом, способным доказать присутст­вие в образце некультивируемых форм возбудителя, яв­ляется ПЦР. При использовании такого подхода проде­монстрировано, что эндемичность ряда природных оча­гов объясняется способностью возбудителей сапронозов сохраняться в объектах внешней среды в некультиви­руемом состоянии. Это положение, по нашему мнению, чрезвычайно важно для всей системы эпизоотоологического надзора, так как дает возможность, ис­пользуя технологию ПЦР, выявлять потенциально опасные штаммы возбудителей сапронозов раньше, чем они попали в человеческую популяцию и вызвали эпидемиологическое осложнение.

Большое значение приобретает метод ПЦР при кон­троле продуктов питания. Таким образом, технология ПЦР является мощным инструментом, обеспечивающим возможность фунда­ментального изучения хронических инфекционных процессов и экологии возбудителей инфекционных за­болеваний.

ПЦР — это метод амплификации in vitro, с помо­щью которого в течение нескольких часов можно выде­лить и размножить определенную последовательность ДНК в количестве, превышающем исходную в 108 раз. При амплификации с помощью ПЦР используют два олигонуклеотидных праймера (затравки), фланкирую­щие участок ДНК, специфический для определяемого возбудителя, процесс амплификации заключается в по­вторяющихся циклах температурной денатурации ДНК, отжига праймеров с комплементарными последо­вательностями и последующей достройки полинуклеотидных цепей с этих праймеров ДНК-полимеразы. Праймеры ориентированы таким образом, что синтез с помощью полимеразы протекает только между ними, удваивая количество копий этого участка ДНК. Амплифицированный участок именуют "ампликоном". В ре­зультате происходит экспоненциальное увеличение ко­личества специфического фрагмента приблизительно по формуле 2n, где n — число прошедших циклов ам­плификации. Поскольку праймеры физически включа­ются в концы продуктов застройки, они детерминиру­ют сам продукт реакции — фрагмент ДНК, равный по длине расстоянию между 5-концами праймеров на ис­следуемом участке ДНК. Процесс амплификации идет эффективно, если использовать термостабильную ДНК-полимеразу, выделенную из бактерии Thermus aquaticus (Tag). К достоинствам указанной полимеразы относится то, что нет необходимости ее замены после каждого цикла, а также сравнительно высокий темпера­турный оптимум детерминируемой ею реакции (70— 75°С). Праймеры для ПЦР обычно имеют длину, как правило, около 20 нуклеотидов.

Рассмотрим основные характеристики ПЦР-анализа.

Надежность — защищенность анализа от ложноположительных и ложноотрицательных результатов. Ложноположительный результат анализа является следстви­ем заражения образца или реактивов ДНК исследуемо­го образца или, что бывает чаще, амплификатом. В свя­зи с этим необходимо пространственное разделение ди­агностической лаборатории как минимум на три блока: в одном из них проводить приготовления ДНК-образ­ца, в другом — постановку амплификации и в третьем — электрофорез и индикацию. Перенос реактивов и оборудования между блоками должен быть исключен. Достаточным контролем является отсутствие сигнала для образца с заведомо отсутствующей ДНК исследуе­мого образца. Ложноотрицательный результат может быть вызван тривиальными причинами: недостаточной чувствительностью реакции, ошибками оператора в вы­делении ДНК и проведении амплификации и др. По­этому в каждой серии анализов присутствует положи­тельный контроль — образец с заведомо присутствую­щей матрицей для данных праймеров, например хромо­сомная ДНК искомого возбудителя инфекции. Кроме того, причиной ложноотрицательного результата может быть присутствие в образце ингибиторов реакции. При использовании всех указанных контролей, надежного оборудования и жестко стандартизованных реактивов метод ПЦР высоконадежен.

Чувствительность анализа характеризуется очень низкой концентрацией клеток или вирусных частиц в пробе, дающей положительный результат анализа, и определяется эффективностью методики выделения ДНК возбудителя, чувствительностью собственно ПЦР и чувствительностью выбранного метода индикации. Метод выделения ДНК должен быть еще дешевым и простым. ПЦР при оптимальных условиях крайне чув­ствительна: в модельной системе в сочетании с блотгибридизацией с радиоактивно меченным ДНК-зон­дом удается зарегистрировать 3—5 копий генома цитомегаловируса в пробе. Достигаются оптимальные усло­вия подбором температурно-временного режима, кон­центрации ионов магния, праймеров и фермента в ре­акционной смеси, применением при необходимости "горячего старта" — добавления фермента в реакцион­ную смесь, уже прогретую до температуры плавления ДНК. Достигнуть предельно высокой чувствительности при самых простых методах индикации позволяет и четырехпраймерная амплификация (ЧПА). ЧПА реализу­ет принцип "русской матрешки": вначале пара "внеш­них" праймеров запускает синтез первого ампликона, затем после нескольких циклов пара праймеров, ком­плементарных внутренним последовательностям перво­го ампликона, запускает синтез второго, меньшей дли­ны. В модельных системах при диагностике цитомегаловируса ЧПА в сочетании с электрофорезом в ПААГ и окрашиванием бромистым этидием дает возможность уверенно регистрировать порядка 10 геномов в пробе. Предел чувствительности ПЦР-диагностикума инфек­ционных заболеваний (при условии использования 100 мкл клинического образца) в 100—1000 возбудите­лей в 1 мл. Такой чувствительности могут достигать только культуральные методы диагностики.

Важным параметром является избирательность ана­лиза — способность диагностикума выявлять возбуди­телей инфекции конкретного вида на фоне любых дру­гих микроорганизмов, вирусов и клеток организма хо­зяина. С этой точки зрения возможности ПЦР-диагно-стикумов уникальны: соответствующим образом вы­бранная последовательность ДНК мишени (выбор праймеров) позволяет в зависимости от целей диагно­стикума выявлять вид и отдельные штаммы микроорга­низмов.

Уникальность метода обусловлена тем, что он обла­дает самой высокой чувствительностью и специфично­стью, превосходящими получаемые культуральным ме­тодом. Учитывая продолжительность и трудоемкость процедуры выращивания культуры клеток (до месяцев), преимущества ПЦР (5—8 ч) очевидны. Специалистами фирмы проведена сравнительная оценка эффективно­сти метода ПЦР по сравнению с традиционными мето­дами, показаны преимущества и ограничения примене­ния метода в клинической практике. Так, проведено сравнение результатов ПЦР-анализа и нерадиоизотопного гибридизационного анализа клинических образцов на содержание хламидия трахоматис и уреаплазма уреа­литикум с использованием в качестве метки комплек­сов платины и показано хорошее совпадение результа­тов, полученных указанными методами ДНК-диагно­стики. Исследованиями в ряде ведущих лабораторий мира на примере обнаружения в биологических пробах хламидия трахоматис показано, что методом ПЦР или лигазной цепной реакции определяют на 10—20% боль­ше положительных проб, чем культуральным методом или подтверждающими некультуральными методика­ми. Методом ПЦР в клиническом материале (соскоб клеток эпителия) нами обнаружено наличие двух биоваров уреаплазма уреалитикум. Важным параметром яв­ляется избирательность анализа — способность диагно­стикума выявлять возбудителей инфекции конкретного вида на фоне любых других микроорганизмов, вирусов и клеток организма хозяина. С этой точки зрения воз­можности ПЦР-диагностикумов уникальны: соответст­вующим образом выбранная последовательность ДНК мишени (выбор праймеров) позволяет в зависимости от целей диагностикума выявлять вид и отдельные штам­мы микроорганизмов.

^ Забор материала. Как правило, это соскоб эпители­альных клеток со слизистой цервикального канала или уретры, могут использоваться слюна, выделения, моча, у детей — соскоб с миндалин. Собранный биоматериал желательно сразу использовать для анализа. Хранить биоматериал можно при —20°С не более 0,5 мес. Со­скоб из цервикального канала желательно брать в сере­дине менструального цикла. У лиц, принимающих ан­тибиотики, уросептики, наркотические вещества, взя­тие биологического материала для анализа следует про­изводить через 14 сут после их отмены.

ЗАО "ВСМ" производит набор лабораторных изде­лий и поставляет "под ключ" диагностические центры для ПЦР-диагностики, обеспечивает гарантийное и постгарантийное обслуживание оборудования, прово­дит обучение методу. Минимальный набор состоит из следующих приборов:

1. Термостат, программмируемый для проведения ПЦР-анализа "ВСМ" (рекомендован к применению в медицинской практике Минздравом РФ), — прибор для проведения амплификации (умножения) детекти­руемого участка генома возбудителя заболеваний. При­бор рассчитан на одновременный анализ 24 образцов (из которых один положительный и один отрицатель­ный контроль) клинического материала.

2. Термостат 2Т001 ("ВСМ") — предназначен для термостатирования биологических проб.

3. Настольная миницентрифуга (Элми) — предна­значена для подготовки проб исследуемого клиниче­ского материала. Обеспечивает максимальную частоту вращения ротора 14 000 об/мин.

4. Микроцентрифуга-вортекс МВ01 ("ВСМ") — предназначена для низкооборотного центрифугирова­ния и ресуспендирования биологических проб.

5. Источник питания низковольтный "ИП-01" ("ВСМ") — предназначен для серийного анализа биоло­гических образцов при помощи электрофореза при двух фиксированных значениях напряжения.

6. Камера для электрофореза КЭ-01 ("ВСМ") — предназначена для проведения исследования биомеди­цинских проб методом электрофореза в агарозном геле.

7. Трансиллюминатор ТР-01 ("ВСМ") — источник ультрафиолетового излучения, предназначен для иссле­дования люминесцирующих следов в жидкостях и ге­лях.

В состав набора входят микродозаторы, подставки и коробочки для пробирок типа Эппендорф. Возможно комплектование диагностических центров любым оте­чественным и зарубежным оборудованием, программи­руемый термостат может снабжаться стабилизатором, а трансиллюминатор фотоаппаратом или монитором, компьютером для архивации результатов. ЗАО "ВСМ" обеспечит Ваших специалистов необходимыми методи­ческими материалами, проводит консультирование по лицензированию и интерпретации полученных резуль­татов. Одной из основных задач мы видим в пропаганде возможностей метода, внедрение его в сегодняшних не­простых условиях в медицинскую практику. В России и странах СНГ уже работают десятки лабораторий, по­ставленных ЗАО "ВСМ".

Суммируя преимущества использования тест-сис­тем на основе метода ПЦР, необходимо отметить:

1. Метод позволяет обнаруживать патогенные для человека бактерии и вирусы в тех случаях, когда други­ми способами это сделать невозможно.

2. Для диагностики практически всех известных в настоящее время заболеваний может быть использован один набор приборов и незначительно отличающиеся для разных инфекций наборы реактивов, что обуслов­лено химическим сродством нуклеиновых кислот. По­является возможность создания для многих биологиче­ских жидкостей и возбудителей создания универсальной процедуры приготовления пробы, выделения ДНК и постановки реакции.

3. Отпадает необходимость в средах, клеточных культурах, узкой специализации медицинского персо­нала. ПЦР-диагностикумы дают возможность избежать проблем, связанных с перекрестно реагирующими ан­тигенами.

4. Возможен анализ серонегативных пациентов на самых ранних стадиях инфекционного процесса, когда лечение наиболее эффективно.

5. Легко определяются патогенные возбудители, для которых не разработаны или затруднены методы куль­тивирования, а также для персистирующих форм пато­генных бактерий.

6. Метод позволяет поставить надежный диагноз в течение рабочего дня, т. е. за 6—8 ч.

7. Метод обладает высокой чувствительностью (до 1—5 копий возбудителя в пробе) и специфичностью (различают серологические штаммы).

8. Проведение анализа возможно в минимальном объеме пробы: обычно несколько микролитров.

9. Возможна одновременная диагностика несколь­ких возбудителей заболеваний в одной пробе.

10. Стоимость одного анализа при использовании отечественных приборов и реактивов сопоставима со стоимостью одного анализа иммуноферментным мето­дом.

В настоящее время ученые разных стран мира при­лагают усилия для дальнейшего развития метода ПЦР:

упрощения и автоматизации анализа, возможности синтеза больших фрагментов нуклеиновых кислот, рас­ширения приложений метода.

Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) имеет крайне высокую аналитическую чувствительность и позволяет идентифицировать патогенные микроорганизмы на любом филогенетическом уровне. Это обусловило его широкое применение в диагностике возбудителей инфекционных заболеваний с/х животных. В то же время высокая 'чувствительность метода при неправильном его использовании может привести к снижению специфичности ПЦР-анализа. Главной проблемой здесь является случайный перенос (контаминация) следовых количеств ДНК активной в ПЦР (специфических продуктов амплификации ДНК - «ампликонов», положительного контрольного образца, ДНК клинического образца, содержащего возбудитель) в реакционную пробирку, не содержащую возбудитель и как следствие появление ложноположительных результатов ПЦР.

Сотрудники практической ПЦР-лаборатории в своей работе сталкиваются с двумя основными видами контаминации:

1) перекрестная контаминация от пробы к пробе (в процессе обработки клинических образцов или при раскапывании реакционной смеси), приводящая к появлению спорадических ложно-положительных результатов;

2) контаминация продуктами амплификации (ампликонами), имеющая наибольшее значение, поскольку в процессе ПЦР ампликоны накапливаются в огромных количествах и являются идеальными продуктами для реамплификации.

Необходимо также указать еще на две, часто встречающиеся, Причины контаминации. Одна из них связана с тем, что вблизи или даже в самом помещении, предназначенном для ПЦР, производится параллельная микробиологическая диагностика одноименных возбудителей инфекций или оба вида анализа выполняются одними и теми же сотрудниками. При этом контаминирущим материалом может стать ДНК, получаемых в больших количествах в процессе микробиологического наращивания возбудителей.

В научно-исследовательских учреждениях, занятых в разработке ПЦР-методик или организациях производящих ПЦР-тест-системы к вышеперечисленным источникам контаминации, может добавится контаминация рекомбинантными плазмидами, содержащими фрагменты генов мишеней для ПЦР, изготовляемых в качестве положительных контрольных образцов.

Среди всех вариантов контаминации наиболее часто встречающимся является контаминация «ампликонами» посуды, автоматических пипеток и лабораторного оборудования, поверхностей лабораторных столов или поверхности кожи сотрудников лаборатории, что приводит к появлению систематических ложноположительных результатов.

Как правило, выявление ; источника контаминации представляет, собой трудоемкую задачу, требующую- затрат времени и средств.

Накопленный к настоящему моменту опыт работы ведущих лабораторий ПЦР-дигностики инфекций позволяет сформулировать основные требования к планировке помещений и правила проведения самих анализов. Строгое соблюдение данных требований значительно снижает риск контаминации и получения ложноположительных результатов.

Планировка помещений и основные принципы организации работы ПЦР-диагностичвских лабораторий

1). Лаборатория должна быть разделена на зоны или комнаты для каждой из стадий ПЦР-диагностики. Следует иметь не менее двух комнат:

- ПЦР-помещение, где выделяются Зона 1 - для проведения обработки клинических образцов и Зона 2 - для приготовления реакционной ПЦР-смеси и внесения выделенных проб ДНК (при наличии условий Зону 1 и Зону 2 рекомендуется организовать в разных комнатах);

- в ПЦР-помещений запрещается проводить все другие виды работ с инфекционными агентами (микробиологический анализ, ИФА, и т.д.), ПЦР-диагностика которых проводится в данной лаборатории.

- пост-ПЦР-помещение, где проводится детекция продуктов амплификации;

- в пост-ПЦР-помещении допускается использовать другие методы детекции инфекций, диагностика которых проводится в данной лаборатории.

2). Комнату детекции продуктов амплификации (пост-ПЦР-помещение) следует располагать как можно дальше от ПЦР-помещений.

3). Следует исключить движение воздушного потока из пост-ПЦР в ПЦР-помещения.

4). Обработка клинических образцов должна производиться в ламинарном шкафу или настольном ПЦР-боксе, снабженном ультрафиолетовыми лампами.

5). Работа в лаборатории должна быть организована в одном направлении: ПЦР-помещений к пост-ПЦР-помещению.

6). Каждое помещение ПЦР-диагностической лаборатории должно иметь свой набор реагентов, автоматических пипеток, наконечников, пластиковой и стеклянной посуды, лабораторного оборудования, халатов и перчаток, используемых только в данном помещении и не выносящиеся в другие ПЦР-помещения. Оборудование, материалы и инвентарь в каждой комнате должны иметь соответствующую маркировку.

7). Следует однократно использовать перчатки как в комнате обработки клинических образцов, так и в комнате приготовления реакционной смеси и постановки ПЦР.

8). Необходимо однократно использовать пробирки и наконечники для автоматических пипеток. Обязательно менять наконечники при переходе от одной пробы к другой с целью предотвращения перекрестной контаминации в процессе выделения ДНК или при раскапывании реакционной смеси.

9). Целесообразно использовать наконечники для автоматических пипеток аэрозольным барьером (или наконечники с ватными фильтрами, приготовленными в помещении, в котором не ведутся работы с ДНК) при обработке клинических образцов, а также при внесении выделенной ДНК в реакционную пробирку.

10). Каждый сотрудник лаборатории должен иметь персональный набор автоматических пипеток и реагентов.

11). Клинические образцы должны храниться отдельно от реагентов.

12). Не следует использовать водяные бани, так как заполняющая их вода, просачиваясь в недостаточно плотно закрытые пробирки, может стать источников контаминации; следует использовать суховоздушные термостаты.

13). При исследовании материала зараженного или подозрительного на зараженность возбудителями инфекционных заболеваний I-IV групп, работа должна проводиться с соблюдением "Санитарных правил СП 1.2.011-94 (Безопасность работы с микроорганизмами 1-II групп патогенности)" и "Положения о порядке учета, хранения, обращения, отпуска и пересылки культур бактерий, вирусов, риккетсий, грибов, простейших, микоплазм, бактерийных токсинов, ядов биологического происхождения", М.,1980.

14). Необходимо постоянно поддерживать чистоту на рабочем месте:

- каждое помещение должно иметь свой отдельный набор инвентаря для обработки и уборки рабочего места (ватно-марлевые тампоны, пинцет, дезинфицирующий раствор и т.д.), и источники ультрафиолетового излучения, которые эффективно инактивируют ДНК-матрицы.

- при манипуляциях с клиническим материалом рабочую поверхность до и после исследования обрабатывают дезинфицирующим раствором (указанным для данного возбудителя).

- следует обрабатывать рабочую поверхность в комнате приготовления реакционной смеси до работы с целью борьбы с пылью.

15). Следует полностью исключить проведение в ПЦР-диагностической лаборатории работ, связанных с получением (клонированием) и выделением рекомбинантных плазмид, содержащих последовательности ДНК или фрагментов генов возбудителей которые диагностируются данной лаборатории.

16). Персонал, работающий в ПЦР-диагностической лаборатории должен пройти соответствующее обучение.

^ Требования к проведению ПЦР-анализа

Обработка клинических образцов

1). Забор клинических образцов необходимо производить только одноразовые стерильные пластиковые пробирки или в стеклянные пробив предварительно обработанные в течение 1 часа хромовой смесью, тщател промытые дистиллированной водой и прокаленные.

2). Работать только в одноразовых перчатках.

3). Необходимо использовать одноразовые наконечники для автоматичес пипеток с аэрозольным барьером.

4). Обязательно менять наконечники при перехода от одной пробы к другой

5). Использованные пробирки и наконечники повторно не используются, должны сбрасываться в одноразовые контейнеры или в специальную емкость с раствором соляной кислоты.

Постановка ПЦР

1). Работать только в одноразовых перчатках.

2). Следует готовить смесь реактивов для ПЦР, рассчитанную на все прс включая контрольные, и затём - раскапывать ее по пробиркам.

3). Использовать автоматические пипетки с переменным объемов/ одноразовые наконечники.

4). В каждый данный момент работать только, с одной пробиркой.

5). Во всех случаях постановки ПЦР следует обязательно примеь



отрицательные и положительные контроли в соответствии с методическ указаниями или инструкцией по применению диагностических наборов.

6). Подготовленные к ПЦР исследуемые образцы должны добавлятьс реакционные смеси одноразовыми наконечниками с аэрозольным барьеро! последнюю очередь. Использованные наконечники следует сбрасывать в емкое 1 М раствором НС1.

Детекция продуктов амплификации

1). Анализ продуктов ПЦР должен производиться в изолированной ком» сотрудником лаборатории.

3). Оборудование, реактивы, халаты, перчатки, а также инвентарь, используемые в комнате детекции продуктов амплификации (пост-ПЦР-помещение), •должны находиться только в этой комнате и не должны попадать в ПЦР-помещения.

Использование физических и химических методов борьбы с контаминацией

1). Рабочие поверхности, оборудование и материалы следует облучать ультрафиолетом с максимумом излучения в области 260 нм. Облучение необходимо проводить в течение 45 мин. до начала работы и в течение 45 мин. после окончания работы.

2). Использованные наконечники для автоматических пипеток, пробирки и другие загрязненные ДНК материалы необходимо обрабатывать реагентами, вызывающими деградацию ДНК (1 М НС1, 10% типохлоритом натрия или 10% хлорной известью).

Оценка качества работы ПЦР-диагностической лаборатории

Для оценки качества работы ПЦР-диагностической лаборатории следует периодически применять зашифрованные внутрилабораторные контрольные положительные и отрицательные образцы, охарактеризованные не только с помощью полимеразной цепной реакции, но и другими методами диагностики данной инфекции.


^ Список сокращений и специфических терминов


ПЦР – полимеразная цепная реакция

дцРНК – двухцепочечная РНК

дцДНК – двухцепочечная ДНК

ИФА (ЭЛИСА) – иммуноферментный анализ

ИБ – иммуноблотинг

ИФ – иммунофлюоресцентный анализ

HPLC – жидкостная хромотография высокого давления

ОП ПЦР – обратная транскрипция с последующей полимеразной цепной реакцией

ПДРФ – полиморфизм длин фрагментов рестрикции

РН – реакция нейтрализации

Э/Фв ПААГ – электрофорез в полиакриламидном геле

НК – нуклеиновые кислоты

ГА – гибридизационный анализ

Тад – термостабильная ДНК-полимераза, выделенная из бактерии Thermus aquqticus

"Горячий старт" – добавление фермента в реакционную смесь, уже прогретую до температуры плавления ДНК

ЧПА – четырехпраймерная амплификация

"Затравка" – два олигонуклеотидных праймера фланкирующих участок ДНК, специфический для определяемого возбудителя, длиной около 20 нуклеотидов

"Ампликон" – амплифицированный (захваченный) участок с помощью специфических праймеров

"Золотой стандарт" – культуральный метод выявления инфекционного агента, бактерий, вирусов, простейших и т.д.

ВГС – вирус гепатита С

Биот – отпечаток фрагмента ДНК, перенесенный с геля на мембрану

Инсерт-ДНК – проба, выделенная путем расщепления ее рестриктазой, чтобы высвободить необходимую последовательность внедренного фрагмента

Информативность – гетерозиготность по маркеру

Термоциклер - устройство, позволяющее одновременно применять метод ПЦР, для 48 проб, увеличивая количество индивидуальных ДНК-сегментов в миллион раз в течение 4 часов.

Полимераза Кленова – фрагмент ДНК-полимеразы IE.coli, имеющий оптимум синтетической активности при 37С.

ТТ-ДНК – полимераза, выделенная из Termus Termophilus, обладает сходными свойствами с Тад-полимеразой

Паттерн – картина амплифицированованной ДНК в геле

Тох+ - токсигенные штаммы

н.п – нуклеотидные пары

"Гнездовая ПЦР" – модифицированный метод ПЦР, позволяющий избежать стадии ДНК-гибридизации при подтверждении специфичности полученного продукта ПЦР.

Литература.


Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г., Болтовская М.Н. Гибридомы и моноклональные антитела в биотехнологии и медицине/ Биотехнология.- 1989, 20: 138

Моноклональные антитела. Гибридомы: новый уровень биологического анализа: Пер. с англ./ Под ред. Кеннета Р.Г., Маккерна Т.Д., Бехтол К.Б. – М.: «Медицина», 1983. – 416.:

Петров Р.В. Иммунология. – М., «Медицина», 1982

Рингерц Н., Сэвидж Р. Гибридные клетки. М., Мир, 1979.

Новые методы иммуноанализа. Под редакцией У.П. Коллинза. М. «Мир.» 1991.

    Гринин А., Рыбаков С., Радиоиммунологический анализ. –М. Энергоатомиздат., 1984., с 3.

    Ткачева Г., Балабокин М., Ларичева И. Радиоиммунохимичские методы исследования. –М. Медицина, 1983, с. 72 -75.

    Чард Т. Радиоиммунологические методы. –М., 1981.

    Иммунологические методы, под редакцией Фримеля, –М., 1975, с.432 – 434.

    Ванеева Л., Цветкова Н. Иммуноферментный метод, его настоящее и будущее.// Иммунология.,1980, №2, с. 13-19.

    Воллер А., Бидуелл Д. Иммуноферментные реакции в диагностической медицине. /Теория и практика// Бюлл. ВОЗ, 1977, т.53, N:1, с. 38-48.

    Гаврилова Е. Гомогенный иммуноферментный анализ – новое направление иммунохимии //Ж. Всес. хим. о-ва., 1982, т. 27, N:4, с.450-457.

    Дзантиев Б., Егоров А. Современное состояние и перспективы развития иммуноферментного анализа, //Ж. Всес. хим. о-ва, 1982,Т. 27, N:4, с.442-449.

    Дзантиев Б. Гетерогенные методы иммуноферментного анализа.// Бюлл. ВИЭВ, 1985,с. 10-22.

    Иммуноферментный анализ. //М., Мир, 1988.

    Манолов А. Твердофазные радиоиммунные методы для количественного экспресс-анализа в микробиологии //ЖМЭИ, 1985, N:4, с.100-107.

    Коромыслов Г., Авилов В. Иммуноферментный анализ и его применение в ветеринарии // Бюлл. ВИЕВ, 1985, вып. 58, с. 6-9.

    Покровский В., Ермолин Г., Шабалина С. Настоящее и будущее иммуно-ферментных методов исследования в инфекционной патологии //Ж. микроб., эпидем. и иммунологии, 1983, N:8, с.3-7.

    Орлов А. Характеристика иммуноферментного метода и оценка его возможностей с позиций экспресс-диагностики // Препараты для экспрес-с-диагностики, Л., 1981, с. 55-59.

    Яковлев А., Зыкин Л.Ф., Рыбкин В. Иммуноферментный анализ в микробиологии. Саратов.,1990.

    Зыкин Л.Ф., Яковлев А.Т. Очерки по лабораторной диагностике опасных инфекций. Саратов, 1993, с.7-29.




1 А.Ф. Зыкин (1993) считает, что поскольку стоимость счетчика радиоактивности (основного прибора, необходимого для РИА) не превышает стоимости люминесцентного микроскопа, то эта причина несущественна.

2 В тех лабораториях, что не проводят метку, радиационная опасность сведена к минимуму.

1   2   3   4   5   6

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Вторая аттестация по частной ветеринарной микробиологии для студентов 3-го курса факультета ветеринарной

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Контрольные задания по ветеринарной фармакологии для студентов факультета ветеринарной медицины,

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Микоплазмоз: от теленка к корове
Марк Вустенберг, д-р ветеринарной медицины, магистр по профилактике заболеваний в ветеринарной медицине...
Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Календарно-тематический план чтения лекций по лабораторной диагностике для студентов 3курса факультета

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Методические указания и контрольные задания для студентов факультета ветеринарной медицины очной

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Календарно-тематический план чтения лекций по клинической диагностике для студентов 3курса факультета

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Учебное пособие к лабораторным занятиям по фармацевтической химии для студентов специализации «фармация»

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С.

Для студентов факультета ветеринарной медицины Составители : Д. А. Васильев в. Ю. Луговцев ульяновск 2005 icon Учебное пособие по общей хирургии для самостоятельной внеаудиторной работы для студентов факультета

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы