в каком году были открыты вирусы

История вирусов

Вся история человечества состоит из борьбы с вирусами. И перемирие здесь не предвидится. Фарерские острова долгое время оставались самой изолированной и, возможно, безопасной территорией. Но в конце 19 века плотник, уроженец острова, вернулся из Дании с корью. Вируса не было на островах в течение 60 лет. Поэтому никто не имел иммунитета против этой болезни. В течение пяти месяцев 6 100 человек из 7 900, проживающих на острове, заболели. Более ста из них умерли. Именно тогда датское правительство отправило ученого Петера Людвига Панума на фарерские острова для исследования ситуации. В результате своей поездки Панум первым описал процесс передачи кори и опубликовал труд под названием «Наблюдения, сделанные во время эпидемии кори на Фарерских островах в 1846 году».

Одним из самых интересных моментов стало то, что эпидемия кори прекратилась на островах через пять месяцев. У вируса просто закончились новые хозяева и он не мог распространяться дальше. Оказалось, что вирус кори имеет «критический размер сообщества», составляющий по разным оценкам от 250 000 до 500 000 человек, которые тесно контактируют друг с другом. Без такого количества человек вирус просто умирает. Поэтому распространение кори возможно только при высокой численности населения. История с корью демонстрирует то, как быстро распространяются вирусы и то, как иногда быстро они исчезают.

Развитие вирусологии

Позже ученые выяснили, что вирус представляет собой микроскопическую частицу, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. Ее «жизнь» направлена на репликацию и выживание. Вирусы присутствуют во всех живых организмах: от простейших одноклеточных до таких сложных организмов как человек. К сожалению или счастью, мы не осознаем сколько вирусных заболеваний переносит обычный человек и сколько недугов преследуют нас от рождения до старости. Такое количество обусловлено особенностями нашего вида. Вначале численность людей была ограничена, они жили небольшими группами для охоты и собирательства.

Однако 12 тысяч лет назад человек изобрел сельское хозяйство, что привело к более высокой рождаемости. Кроме того, человек научился приручать животных через которых и стал получать патогены. Постепенно численность населения росла и уже к железному веку некоторые населенные пункты достигли одного миллиона человек. Соответственно это привело к более тесному контакту людей и распространенности респираторных заболеваний. Наша многочисленность сделала нас более подверженными инфекционным заболеваниям. Поэтому появление COVID-19 и других вирусов предопределено развитием и распространением человеческого вида.

Вакцинация

Вакцина от бешенства гениального французского ученого Луи Пастера, разработанная в 1885 году, была следующим этапом, оказавшим влияние на историю вакцинации человека. После этого исследования и опыты в области вакцинации стали особенно активными. В 20 веке были созданы практически все знакомые нам вакцины, в том числе против полиомиелита и кори. Это произошло благодаря новым методам выращивания вирусов в лаборатории и помогло значительно повысить выживаемость детей и взрослых. В последние десятилетия исследования в молекулярной генетики стали применяться в вакцинологии. Настоящим успехом стала разработка вакцины против гепатита В, коклюшной вакцины и новых вакцин против сезонного гриппа. Молекулярная генетика создает основу для светлого будущего вакцинологии, включая разработку новых систем доставки вакцин, растительных вакцин, разработку более эффективных вакцин против туберкулеза и вакцин против ВИЧ.

Источник

5 важнейших открытий вирусологии

История открытия

В отличие от бактерий, которых ещё в 1676 году описал основатель научной микроскопии Антони ван Левенгук, вирусы в световой микроскоп видны не были. А электронный создали лишь спустя 40 лет после открытия вирусов. Как же их вообще удалось заметить? Благодаря табаку, точнее, его болезни, которая была страшной проблемой для фермеров.

В современный световой микроскоп крупные вирусы увидеть можно. Они выглядят так же, как выглядели бактерии для Левенгука. Просто точки. Но бактерии при этом активно двигаются.

Российского ботаника Дмитрия Ивановского болезнь табака волновала ничуть не в меньшей степени. Полагая, что этот недуг вызывают бактерии, Ивановский планировал осадить их на специальном фильтре, поры которого меньше этих организмов. Такая процедура позволяла полностью удалить из раствора все известные патогены. Но экстракт заражённых листьев сохранял инфекционные свойства и после фильтрации!

Этот парадокс, описанный Ивановским в работе 1892 года, стал отправной точкой в развитии вирусологии. При этом сам учёный думал, что сквозь его фильтр прошли мельчайшие бактерии либо выделяемые ими токсины, то есть вписывал своё открытие в рамки существующего знания. Впрочем, это частности. Приоритет Ивановского в открытии вирусов не оспаривается.

Что мы знаем сегодня

Вирусы присутствуют во всех земных экосистемах и поражают все типы организмов: от животных до бактерий с археями. При этом учёные до сих пор спорят, являются ли вирусы живыми существами. Серьёзные аргументы есть и за, и против.

Конечно да! У вирусов есть геном, они эволюционируют и способны размножаться, создавая собственные копии путём самосборки.

Впрочем, большинство учёных склонны рассматривать этот спор как чисто схоластический.

2. Как устроены вирусы

История открытия

В 1932 году Уэнделл Мередит Стэнли отжал сок из тонны больных листьев табака и воздействовал на него разными реагентами. После трёх лет опытов он получил белок, которого не было в здоровых листьях. Стэнли растворил его в воде и поставил в холодильник. Наутро вместо раствора он обнаружил игольчатые кристаллы с шелковистым блеском. Стэнли растворил их в воде и натёр полученным раствором здоровые листья табака. Через некоторое время они заболели. Эти опыты открыли учёным путь к получению и изучению чистых препаратов вируса, а самому Стэнли принесли Нобелевскую премию.

Что мы знаем сегодня

Необходимость кристаллизовать вирусы для их изучения отпала лишь недавно с появлением атомных силовых микроскопов и лазеров, генерирующих сверхкороткие импульсы.

3. Кто такие фаги

История открытия

Способность вирусов уничтожать вредоносные бактерии привлекла к ним внимание учёных. Впервые фагов, этих цепных собак биологов, натравили на стафилококк ещё в 1921 году. Их активно изучали в Советском Союзе. Основоположник этого направления грузинский микробиолог Георгий Элиава был учеником Феликса Д’Эрелля. По его инициативе в 30-е годы был создан Институт исследования бактериофагов в Грузии, а позднее фаготерапия в СССР получила одобрение на самом высоком уровне. Были разработаны стрептококковый, сальмонеллёзный, синегнойный, протейный и другие фаги.

Западные учёные отнеслись к фагам с меньшим энтузиазмом. Фаги очень чувствительные и в неподходящих условиях внешней среды теряют супергеройские способности. А тут как раз открыли и успешно применили первый антибиотик, и о фагах надолго позабыли.

Что мы знаем сегодня

Всего на данный момент описано более 6 тысяч видов вирусов, но учёные предполагают, что их миллионы.

4. Как создали первую вакцину

История открытия

Коровья оспа передавалась дояркам, протекала легко и оставляла на руках маленькие шрамы. Сельские жители хорошо знали, что переболевшие коровьей оспой не болеют человеческой, и эта закономерность стала отправной точкой для исследований Дженнера.

Но вернёмся к коровам. Предположив близкое родство вирусов коровьей и натуральной оспы, Дженнер решился на публичный эксперимент. 14 мая 1796 года он привил коровью оспу здоровому восьмилетнему мальчику, внеся экстракт из пузырьков в ранки на руках. Мальчик переболел лёгкой формой оспы, а введённый через месяц вирус настоящей оспы на него не подействовал. Дженнер повторил попытку заражения через 5 месяцев и через 5 лет, но результат оставался тем же: прививка коровьей оспы защищала мальчика от оспы натуральной.

Что мы знаем сегодня

В 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила о полном устранении натуральной оспы. Это первое заболевание, которое победили с помощью массовой вакцинации.

Сейчас существует более сотни вакцин, защищающих от 40 вирусных и бактериальных заболеваний. Иммунизация спасает миллионы жизней, поэтому наши дети не умирают от столбняка, поцарапавшись на улице.

5. Как вирусы поселились в нашей ДНК

История открытия

В 1960-х годах учёные поняли, что некоторые вирусы могут вызывать рак. Одним из них был вирус птичьего лейкоза, угрожавший всему птицеводству. Вирусологи выяснили, что он относится к группе так называемых ретровирусов, внедряющих свой генетический материал в ДНК клетки-носителя. Такая ДНК будет производить новые копии вируса, но если вирус по ошибке встроился не в то место ДНК, клетка может стать раковой и начать делиться. Вирус птичьего лейкоза оказался очень странным ретровирусом. Учёные находили его белки в крови совершенно здоровых куриц.

Вскоре выяснилось, что эндогенных ретровирусов полно в геномах всех групп позвоночных. А в 1980 году их обнаружили и у человека.

Что мы знаем сегодня

Согласно данным исследователей из Мичиганского университета, на долю эндогенных ретровирусов приходится более 8% нашего генома. При этом обнаружены далеко не все вирусные последовательности, которые осели в геноме человека. Искать их сложно: они встречаются у одного и отсутствуют у другого.

Источник

Как открыли вирусы и чем они отличаются от других патогенов

Вирусы открыли не так давно, и связано это в первую очередь с их небольшим размером: в среднем они в несколько раз меньше бактерий. Сегодня известно, что вирусы, как и бактерии, вызывают огромное количество заболеваний, но так было не всегда. Об истории открытия вирусов, их отличии от бактерий и неорганической природе ПостНауке рассказал вирусолог Леонид Марголис.

Вирусы и другие патогены

Что такое патоген? Патоген — это организм, который вызывает патологию. По своей природе вирусы — патогены, этиологические агенты, которые способны вызывать различные заболевания.

Существуют заболевания, в которых этиологический агент неизвестен, например атеросклероз. Есть разные теории вирусного происхождения атеросклероза, но на самом деле до сих пор неизвестно, является ли организм, который вызывает атеросклероз — сопутствующее нарушение обмена веществ и появление атеросклеротических бляшек, — вирусом.

Есть болезни, где патоген совершенно понятен. Это, во-первых, бактерии. Они способны вызывать самые разные с точки зрения серьезности последствий для организма заболевания: и чуму, и воспаление легких, и ангину. С другой стороны, и бактерии, и вирусы могут вызывать однотипные заболевания. Воспаление легких может иметь бактериальную природу и успешно лечиться с помощью антибиотиков. Мы знаем, что сейчас коронавирус типа COVID-19 также вызывает воспаление легких, но однозначного метода лечения от него нет.

Поэтому классифицировать патогены с точки зрения вреда организму, который они наносят, очень трудно. Например, гепатит вне зависимости от типа — А, В или С — так или иначе приводит к поражению печени. Но при одинаковых последствиях механизм поражения печени запускается при участии разных вирусов.

При этом ставить знак равенства между бактерией и вирусом категорически нельзя. Бактерия, в отличие от вируса, представляет собой живой организм, который может самостоятельно размножаться, питаться и поддерживать постоянство внутренней среды. Вирус же не является организмом в классическом смысле этого слова. Вирус — это оторвавшийся ген, который так же, как и мы с вами, придерживается универсального закона природы: размножаться и сохранять себя.

Открытие вирусов

Первым из патогенов были обнаружены бактерии. Открытие бактерий, протистов и микроскопических грибов объяснило возникновение множества заболеваний, но не всех. В течение долгого времени был неизвестен возбудитель бешенства, и французский химик и микробиолог Луи Пастер предположил, что это связано с величиной возбудителя: его не удавалось обнаружить, потому что он слишком мал для изучения через микроскоп.

В 1884 году французский микробиолог Шарль Шамберлан изобрел фарфоровый фильтр с очень маленькими порами, который позволял выделять бактерии из среды и специальных растворов. Его так и назвали — фильтр Шамберлана — Пастера. Уже позже, в 1892 году, русский биолог Дмитрий Ивановский изучал зараженные листья табака и выяснил, что даже если раствор с перемолотыми зараженными листьями отфильтровать и исключить все бактерии, то он все равно сохраняет инфекционные свойства. Тогда Ивановский предположил, что все дело в очень маленьком токсине, намного меньшем, чем бактерии. Ивановский предположил, что это вирус (от лат. virus — яд), и считается основоположником вирусологии.

И только в 1989 году Мартин Бейеринк, микробиолог из Голландии, попробовал выделить этот «токсин» и вырастить его в питательной среде. В отличие от Ивановского, он пришел к выводу, что имеет дело с новыми формами инфекционных агентов, и заметил, что они размножаются только в клетках. Но вместе с тем выдвинул ошибочную гипотезу, что вирус по своей природе жидкий. Поиск истины в то время увлек уже многих ученых, и в том же году был открыт афтовирус, или возбудитель ящура, — первый вирус животных, а в начале ХХ века — бактериофаги.

Непаразитическая природа вирусов

Вирусы являются инфекционными агентами, которые в среднем в 100 раз меньше бактерии. Они не являются клетками: вирусы состоят не из органелл, а из нуклеиновой кислоты (фрагментов ДНК или РНК) и капсида, который состоит из белковых молекул. Вне клеток вирус неактивен — вирусная частица ждет момента, когда она сможет заразить подходящую клетку. В зависимости от типа вирусы поражают клетки растений, животных, бактерий и архей.

Является ли вирус паразитом? Вирус не организм, поэтому и не может иметь паразитическую природу, потому что, строго говоря, паразиты — это живые организмы. Дело в том, что вирусы неспособны производить белки, а это условие размножения любого организма. Когда вирус попадает внутрь человека или животного, он связывается с клеточной поверхностью, точнее, с рецепторами клетки, при помощи которых она взаимодействует с окружающей средой и получает регуляторные сигналы или питательные вещества. Белки вируса, которые находятся на поверхности, связываются с рецепторами клетки и прикрепляются к ней (некоторые вирусы попадают в клетки, минуя поверхностные рецепторы). После этого вирус проникает внутрь и заражает клетку, заставляя ее воспроизводить вирусный генетический материал.

Разнообразие вирусов

По своему строению вирусы очень разнообразны. Это могут быть мельчайшие вирусные частицы, оболочка которых состоит из одного типа белков, и невероятно сложные и крупные вирусы, чья оболочка состоит из 50 и более видов белков. Просто устроенные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида — оболочки. В составе сложно устроенных вирусов присутствует и липопротеиновая оболочка.

По своему строению вирусы бывают палочковидными (вирус табачной мозаики), могут напоминать пулю (вирус бешенства), быть похожими на сферу (вирусы полиомиелита и ВИЧ), на нить (филовирусы) и сперматозоид (многие бактериофаги). Самые известные представители сложных по своему строению вирусов — бактериофаги. Они поражают бактериальные клетки и клетки архей. Бактериофаги бывают очень разных форм, например сферической или лимоновидной. Типичный бактериофаг состоит из головки и хвоста, причем хвост, как правило, может быть в несколько раз больше головки. Головка бактериофага может быть округлой, гексагональной или палочковидной формы. А отросток может быть коротким и длинным — в виде трубки или нитей — или не существовать вовсе.

Кроме классических вирусов существуют прионы — инфекционные белковые частицы. Формально они не являются вирусами, но по своему воздействию сходны с ними. Например, прион, поражающий прионовый протеин млекопитающих (PrPC), меняет его форму, превращая его в третичную или четвертичную структуру, а это, в свою очередь, вызывает прионные заболевания куру, болезнь Крейтцфельда — Якоба и многие другие.

Другая разновидность инфекционных агентов — вироиды. Они состоят из кольцевой РНК и вызывают различные заболевания растений. Науке известно около 30 возбудителей этой группы, часть которых поражают плоды картофеля, томата, баклажана и огурца. Экономические потери от вироидов велики. Например, от заболевания пальм вида кадаг-кадаг в Филиппинах ежегодно экономика теряет около 16,6 миллиона долларов в год.

Источник

Неприятно познакомиться: как появились вирусы и почему в России их меньше, чем в Китае

В любой энциклопедии написано: «вирус» в переводе с латинского языка означает « яд». С тех пор как в XIX веке исследователи впервые столкнулись с заражением одного организма другим, знания о вирусах множились. К настоящему времени ученые изучили порядка пяти тысяч видов вирусов, но сказать, что науке доподлинно известно и с чем она имеет дело, нельзя. В двадцать первом веке все еще остаются вопросы, на которые у ученых-вирусологов нет ответов. Ведь количество неизученных вирусов, которые «свободно парят» вокруг нас, находятся в воде, земле, в организмах животных, в стеблях растений, исчисляется миллионами!

— За всю историю исследований в основном изучались вирусы человека и сельскохозяйственных животных, — поясняет «Вечерке» вирусолог, директор Института медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е. И. Марциновского Сеченовского университета Александр Лукашев. — А вирусы есть у каждого вида живых существ на Земле, в том числе у грибов, мхов, бактерий, простейших. И многие могут перейти к человеку.

Когда и при каких условиях тому или иному вирусу приспичит активизироваться — вопрос, не поддающийся прогнозам. Точнее, «паразиты» бомбардируют все живое постоянно. Вирусная атака — это процесс в природе непрекращающийся. Ведь вирус не бактерия и не микроорганизм. Это фрагмент генетической информации, упакованный в белковую оболочку. У него нет клетки, а значит, вне живого организма он как бы не живет, а находится в замершем состоянии. Поэтому если вы спросите у специалиста, живые вирусы или нет, он ответит уклончиво: как бы нет, но в общем-то да. Делиться самостоятельно вирус не может, и чужая клетка нужна ему, чтобы жить.

— Любая живая информация старается выжить в биосфере, — говорит вирусолог Александр Лукашев. — Главная эволюционная задача вируса — не уничтожить живую клетку, а, используя ее ресурсы, размножиться как можно в большем количестве своих копий. У вируса нет задачи быть «плохим». Наоборот, «хороший» вирус имеет преимущества. Например, вирус герпеса большинству людей практически не наносит вреда. Им заражены все, он распространен повсеместно, и свою функцию — максимально размножиться — он выполняет. А, скажем, вирус Эболы убивает примерно половину своих жертв, и в том числе и поэтому он не может размножиться в популяции человека. С точки зрения эволюции убивать своего носителя вирусу невыгодно. Клеткам живых организмов приходится держать глухую оборону практически постоянно. Но человек и не знает, что находится под обстрелом фрагментов генетической информации, потому что в подавляющем большинстве случаев клетки самостоятельно разбираются с захватчиком, не допуская заражения. Только с воздухом мы вдыхаем едва ли не ежесекундно десятки вирусов, и ничего.

— Вирусы редко переходят между видами нечасто, — говорит вирусолог Александр Лукашев. — Скажем, вирусы от растений к животным переходят, наверное, раз в один миллион лет. Бомбардировка новых видов происходит постоянно, но чаще всего безуспешно. Легче перейти к близкому виду. Например, от приматов к человеку вирусы переходят много раз в год. От млекопитающих — примерно раз в 10 лет. Ту же Эболу человек подхватывает от летучих лисиц. И вспомним свиной грипп и другие «болячки», перешедшие от животных. Случаи могут регистрироваться, например, и два года подряд, а потом 20 лет будет затишье, но я говорю о средней периодичности. Но на каждый успешный переход приходится, условно, миллион безуспешных.

— Скученность населения и, скажем так, очень близкий контакт между людьми и животными — в Китае совпали все условия. Из-за особенностей пищевых рынков и, возможно, более высокой восприимчивости населения «чужой» вирус «зацепился», а дальше из-за высокой плотности китайского населения смог распространиться, — рассуждает вирусолог Александр Лукашев. — У нас в стране совсем другие условия, хотя известно, что зараженные примерно такими же опасными вирусами летучие мыши обитают на юге России. Кроме того, мы летучих мышей и панголинов не едим, не разделываем и на рынках не продаем, а значит, и попыток перейти от животного к человеку их вирус может предпринимать значительно меньше. Гипотетически же к человеку может перейти огромное число вирусов — умножьте число всех видов млекопитающих на 1000 и примерно узнаете, сколько. Но если нет условий, выгодных для распространения заразы, бояться нечего.

Вместе с тем наука признала, что вирусы — это наследие древнего мира, существовавшего до появления первой живой клетки, четыре миллиарда лет назад. Более того, из вирусов или их остатков по большей части состоит геном человека. Это значит, что они были основой развития жизни на Земле. Доказано, что человек, как млекопитающее, обязан существованием именно им, поскольку благодаря вирусам у наших предков начала формироваться плацента. Как? Они привнесли в человеческий геном белок, отвечающий за ее функцию. Кроме того, вирусы сильно повысили эффективность эволюции. Они переносили генетическую информацию намного эффективнее, чем это делалось только в ходе естественного размножения. То есть удачные гены они передавали не потомству вида, а сразу в новый организм.

Вирусы мутируют. Ученые говорят, что у многих из них каждый новый геном имеет дополнительную мутацию. Изменяется вирус иногда в течение нескольких часов. Внутри одной клетки, внутри одного цикла размножения одинаковых вирусов нет! Чтобы иметь возможность приспособиться к новым условиям, вирус меняется, производя в популяции самые разные варианты. Мутация для вирусов — обязательная часть их жизненного цикла. Собственный геном вирусов в миллион раз меньше человеческого, и чтобы с нами конкурировать, они мутируют, создавая множество вариантов, которые могут «пригодиться» в разных условиях.

Источник

Открытие и изучение вирусов человечеством

История открытия вирусов может быть прослежена по мере того, как ученые всего мира описывали свои концепции и публиковали экспериментальные результаты.

Вирусы в истории человечества первоначально рассматривались как «яды», которые мы сегодня знаем как вирусные заболевания которые свирепствуют и в нынешнее время.

История открытия вирусов подтверждает, что буквально до конца 19 века еще не существовало стандартных методов обнаружения патогенных (болезнетворных) организмов, таких как бактерии и простейшие в предполагаемых “ядовитых материалах”.

Только эксперименты на животных, проведенные французским микробиологом Луи Пастером (1822-1895) в конце XIX века, в которых не было достигнуто никакого участия «ядовитых» материалов даже после многих экспериментов, позволили предположить, что возбудитель болезни был способен размножаться в организме.

Открытие вирусов

В Санкт-Петербурге в 1892 году российский микробиолог Дмитрий Ивановский продемонстрировал, что болезнь табачной мозаики вызывается агентом, размер которого значительно меньше размера бактерий: вирус табачной мозаики (бактериальные фильтры имеют размер примерно 0,2 мкм, однако большинство вирусов меньше 0,1 мкм).

Вскоре после этого голландский микробиолог Мартинус Виллем Бейеринк (1851-1931) пришел к тому же выводу: он впервые разработал понятие самовоспроизводящегося “жидкого” агента.

Открытие вируса животных ящура немецкими бактериологами Фридрихом Леффлером и Паулем Фрошем в 1898 году было первым доказательством существования животного патогенного биологического вируса.

Однако ретроспективно можно задокументировать, что еще 3000 лет назад – без знания природы патогенов применялись методы, которые сегодня можно было бы назвать прививками против вирусных заболеваний.

История метода активной иммунизации

В Древнем Китае, Индии и Египте часто случались разрушительные эпидемии оспы. Фараон Рамзес V – как показывает его посмертная маска – скорее всего, умер от заражения вирусом оспы.

Как было замечено в то время, люди, пережившие болезнь, были избавлены от нее в дальнейших эпидемиях; следовательно, у них должна была быть выработана какая – то защита, вызванная первой болезнью — они были иммунны. Этот защитный статус также мог быть вызван искусственно.

Когда высушенные струпья оспы передавались здоровым людям, они были, по крайней мере, частично защищены от оспы – мера, которую мы теперь называем вариоляцией (медицинский термин для оспы — “вариола”). Это так называемый метод активной иммунизации.

Именно Эдварду Дженнеру принадлежит разработка первой в мире вакцины против натуральной оспы путем прививки неопасного для человека вируса коровьей оспы.

Термин «вакцинация» происходит от латинского vacca, что означает “корова”. Прививки вскоре были предписаны законом, и это привело к постепенному сокращению вирусоносителей.

В бывшем германском рейхе первый закон о вакцинации был принят в 1871 году. Однако прошло еще около 100 лет, прежде чем человек Али Маов Маалин был естественным образом заражен оспой (в Сомали) в последний раз (в 1977 году), после того как ВОЗ провела всемирную программу вакцинации. Сегодня болезнь считается искорененной.

История открытия вакцины против бешенства

На аналогичной основе, то есть без точного знания природы возбудителя, Луи Пастер разработал вакцину против бешенства в Париже в 1885 году. Он передал болезнь внутримозговым путем кроликам в 1882 году видя возбудителя скорее в неизвестных и невидимых микробах. Как он продемонстрировал, патоген потерял свои болезнетворные свойства в результате непрерывной передачи инфекции этим животным.

Натертый и высушенный спинной мозг привитых кроликов больше не был инфекционным, но вызывал (первоначально у собак) защиту против бешенства. Впервые, в 1885 году, Пастер привил этот материал 9-летнему мальчику. Мальчик был укушен бешеной собакой 2 дня назад и в конце концов выжил благодаря защитному эффекту, вызванному вакциной.

История технических достижений в области вирусологии

Из-за своих небольших размеров вирусы долгое время оставались для людей неизведанными.

Разрешение светового микроскопа, который был построен немецким физиком-оптиком Эрнстом Аббе около 1900 года, было недостаточно высоким для визуализации этих патогенов. Это стало возможным только с помощью электронного микроскопа, который был разработан немцем Эрнстом Руской в 1940 году. С его помощью впервые была решена структура вируса табачной мозаики.

Даже получение доказательств существования таких мельчайших агентов, которые не культивируются на искусственных средах, было невозможно до появления бактериоустойчивых ультрафильтров. Американский бактериолог Уолтер Рид описал вирус желтой лихорадки как первый патогенный вирус человека в 1900 году, а затем миксомы кролика и бешенства в 1903 году.

Вирус птичьего лейкоза был открыт в 1908 году, полиовирус в 1909 году, а вирус саркомы Руса в 1911 году, который назван в честь открывшего его ученого и представляет собой первый вирус, связанный с индукцией раковых заболеваний (в данном случае в соединительной ткани домашней птицы).

Даже бактерии могут быть заражены ультрафильтруемыми и трансмиссивными агентами, как это было открыто французским микробиологом Феликсом д’Эрелем в 1916 и 1917 годах. Он особенно обратил внимание на поразительную способность этих агентов лизировать бактерии и поэтому назвал их бактериофагами – по греческому слову phagein, что означает «есть».

Изучение природы бактериофагов дало вирусологии важные открытия и импульсы как в методологическом, так и в концептуальном плане.

Многие из стадий, характеризующих вирусную инфекцию, были впервые обнаружены в экспериментах с бактериальными вирусами: такие процессы включают прикрепление и проникновение, репродуктивно-циклическую зависимую регуляцию экспрессии генов, которая приводит к раннему и позднему синтезу белков, и лизогенез, который связан с существованием профагов.

После культивирования вируса, ответственного за эмбриональные куриные яйца в 1933 году была заложена основа для разработки тестов для обнаружения вирусов.

Еще одним важным шагом в истории открытия вирусов стала разработка первых ультрацентрифуг. Они сделали возможным осаждение и концентрацию мельчайших вирусных частиц.

Однако прорыв в выяснении патогенетического механизма вирусов гриппа был возможен только благодаря развитию молекулярно-биологических методов, позволивших исследовать генетический материал возбудителя, существующий в виде одноцепочечной РНК.

Его секвенирование выявило генетические причины ранее не изученной способности вирусов гриппа периодически изменять свои антигенные свойства.

Эксперименты на животных

Эксперименты на животных позволили получить важные сведения о патогенезе вирусных заболеваний.

Изучение вирусов и их свойств было особенно сложным, поскольку они, в отличие от бактерий, не могут размножаться в искусственных средах.

Однако можно было установить, что некоторые из патогенов, выделенных от больных людей, передавались животным, в которых они могли размножаться.

Например, вирус простого герпеса человека был передан из волдырей человеческой кожи в роговицу кроликов. Это исследовал немецкий химик Вильгельм Гретер в Марбурге в 1911 году.

Необычайная восприимчивость хорьков позволила британскому вирусологу Кристоферу Эндрюсу впервые выделить вирус гриппа А из жидкости больного человека в 1933 году. Эксперименты на животных также дали много информации о патогенезе вирусных инфекций с другой точки зрения.

Американский вирусолог Ричард Э. Шоуп открыл кроличий папилломавирус в 1935 году и, таким образом, первый опухолевый вирус, который, как было доказано позже, содержит ДНК – геном. Он подозревал, что такой вирус может существовать в скрытой форме в виде провируса в организме. Кроме того, ему приписывают открытие, что рак кожи может развиться из доброкачественных папиллом кожи.

Таким образом, злокачественные опухоли развиваются в два или более этапа – сегодня это общепринятое понятие. Далее Шоуп заметил, что заболеваемость раком различна у разных пород кроликов, и поэтому генетические особенности хозяина также влияют на развитие рака.

В рамках экспериментов на животных немецкий ветеринар Эрих Трауб сделал важное наблюдение при изучении вируса лимфоцитарного хориоменингита в Принстоне в 1935 году. Когда беременные мыши были заражены вирусом, вирус передавался эмбрионам. Матери животных заболевали менингитом и вырабатывали защитные антитела при дальнейшем течении болезни. Напротив, новорожденные мыши оставались здоровыми, но выделяли большое количество вируса в течение всей жизни, не развивая специфического иммунного ответа против патогена.

Это открытие было первым примером иммунной толерантности, индуцированной вирусом.

Система выращивания клеток

Системы выращивания или культивирования клеток являются незаменимой основой для вирусных исследований.
Трудоемкие эксперименты изначально были единственным способом доказать существование вирусов, поэтому искали более простые методы.

Одним из способов было наблюдение так называемых тел включения в инфицированных вирусом тканях, которые вскоре были оценены как признак возбудителя. Как мы теперь знаем, тела включения представляют собой скопление вирусных белков и частиц в цитоплазме или ядре.

В то же время другие ученые обнаружили подобные отложения в клетках зараженных вирусом оспы. Ученые обнаруживали также тела включения в клетки бешеных животных.

Таким образом, существовали, по крайней мере, простые методы обнаружения красителей при некоторых вирусных заболеваниях. Однако методы культивирования вирусов стали доступны позже. В 1930-х годах было установлено, что эмбрионированные куриные яйца пригодны для размножения некоторых видов вирусов.

Дальнейшее развитие вирусного культивирования обеспечило метод заключающийся в добавлении к тканевым культурам индикаторных клеток, которые указывают на вирусную репликацию путем возникновения дегенеративных изменений в клетках.

История изучения вирусов

Пандемия испанского гриппа

Между 1918 и 1920 годами возникла пандемия вирусного заболевания Испанский грипп – испанка.

Пандемия испанского гриппа

Назван по названию страны публично объявившей пандемию. Особенность испанки была в гиперреакции иммунной системы человека. Именно иммунная система вызывала воспаление тканей.

Испанский грипп унёс более 20 миллионов жизней, то есть больше, чем в Первую Мировую войну.

Исследование полиомиелита

Полиомелит — вирусная болезнь приводящая к параличу вызывается пикорнавирусами.

Исследование полиомиелита позволило получить принципиально новые сведения. Ретроспективно исследование представляет собой фактический переход к молекулярно-биологическим анализам вирусных инфекций. Сильный рост заболеваемости полиомиелитом и числа смертей привел к созданию в некоторых странах фонда борьбы с полиомиелитом.

Полиовирусы полиемелита из семейства пикорновирусов культивировались в эмбриональных клетках человека из фиксированных фрагментов ткани почек, и, таким образом, клеточные изменения были легко идентифицируемы. Этот диагностически ценный эффект подтолкнул развитие вирусологии вперед. Это стало основой для теста на бляшки, разработанного американцем Ренато Дульбекко в 1952 году, который впервые позволил количественно определить количество инфекционных частиц в клеточной культуре.

Способность культивировать полиемелит в контролируемых условиях была положена в основу разработки двух полиовакцин: инактивированной вакцины и живой вакцины с ослабленными полиовирусами. Обе вакцины все еще используются сегодня.

Позднее вакцины против кори, краснухи и эпидемического паротита также производились по этому принципу. Используя метод клеточной культуры, можно было культивировать даже вирус желтой лихорадки, вирус оспы и вирус бешенства.

Герпес

Самое большое распространение получил вирус герпеса.

Существование вируса простого герпеса было подтверждено в инфицированных корневых нервных узлах (ганглиях) человека в 1971 году, тогда как его прямое обнаружение в то время было невозможно. До этого момента обычно предполагалось, что в ходе вирусных инфекций возбудитель будет полностью выведен из организма полученными антителами. После того как герпес был обнаружен путем совместного культивирования, было признано, что существует ряд инфекций которые независимо от симптомов заболевания выделяются либо периодически (например, вирус простого герпеса), либо постоянно (например, вирус Эпштейна – Барра).

Первичное определение вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) также была осуществлено путем совместного культивирования материала лимфатических узлов у больного СПИДом.

Таким образом, история открытия вирусов имеет длинный путь, и еще далеко не закрыта философия вируса.

Источник