Методы культивирования бактериальных вирусов (фагов) и их индикация
Бактериофаги широко распространены в окружающей среде - водоемах, почве. Фаги кишечных бактерий (кишечной палочки, шигелл, сальмонелл) могут быть выделены из сточных вод и испражнений. Фаги стафилококков обнаруживают в слизи из носоглотки, на коже и в раневом отделяемом, фаги клостридий, вызывающих анаэробную раневую инфекцию, - в раневом отделяемом, почве. Наличие фага в среде указывает на присутствие чувствительных к нему бактерий.
Существуют вирулентные и умеренные фаги. Вирулентные фаги вызывают продуктивную инфекцию, заканчивающуюся образованием новых фаговых частиц и лизисом бактериальных клеток. Умеренные фаги вызывают интегративную инфекцию, не приводящую к лизису зараженных ими клеток. ДНК этих фагов включается в хромосому бактерий и передается при их делении неограниченному числу потомков. Такой тип взаимодействия фага с клеткой называют лизогенией, а бактерии, несущие в своей хромосоме фаговую ДНК (профаг), являются лизогенными. Под действием различных факторов в клетках лизогенных бактерий может происходить индукция профага — выщепление его ДНК из хромосомы бактерии и развитие продуктивной инфекции. Лизогенные фаги широко распространены в природе.
Репродукция вирулентного фага в клетках бульонной бактериальной культуры сопровождается лизисом бактерий и просветлением среды. На газоне чувствительных бактерий, выращенных на плотной питательной среде в чашке Петри, фаги образуют зоны очагового или сплошного лизиса, что зависит от их концентрации. Зоны очагового лизиса получили название негативных колоний фага, или стерильных пятен — бляшек (рис. 5).
Рис.5. Негативные колонии (стерильные пятна) бактериофагов:
а — пятна фага Т2; б — пятна фага T1
Они имеют морфологию, характерную для определенных фагов, и образуются из одной фаговой частицы при ее внедрении и последующей репродукции в бактериальных клетках. Каждая инфицированная фагом бактерия лизируется и освобождает потомство фага, состоящее из сотен новых фаговых частиц. Они внедряются в интактные клетки, и весь цикл повторяется. В результате лизиса клеток на сплошном бактериальном газоне появляются негативные колонии фага.
Для получения "чистой" линии фага (свободной от примеси других фагов) проводят последовательные пассажи морфологически однотипных негативных колоний на газоне одного и того же бактериального штамма.
Большинство фагов характеризуется видоспецифичностью в отношении бактерий. Однако существуют фаги, которые могут поражать только отдельные варианты одного и того же вида бактерий. Их используют для определения фаготипов (фаговаров) внутри данного вида. Вместе с тем имеются фаги, лизирующие родственные виды бактерий.
В практической работе фаги применяют для:
1) фаготипирования бактерий, т.е. определения фаготипа по лизису штаммов бактерий одного и того же вида типоспецифическими фагами, что важно для маркировки исследуемых бактерий при эпидемиологическом анализе заболеваний;
2) фагоидентификации бактериальных культур с целью установления их видовой принадлежности;
3) фагодиагностики, заключающейся в выделении фага из организма больного (например, из испражнений), что косвенно свидетельствует о наличии в материале соответствующих бактерий;
4) фагопрофилактики - предупреждения некоторых заболеваний (например, дизентерии) среди лиц, находящихся в эпидемическом очаге;
5) фаготерапии - лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных, например, шигеллами, протеем, стафилококком.