Sitopatik etki

Sitopatik etki veya sitopatojenik etki (kısaltılmış SPE-CPE ), konakçı hücrelerde viral istilanın neden olduğu yapısal değişiklikleri ifade eder. Enfekte olan virüs, konakçı hücrenin parçalanmasına neden olur veya hücrenin çoğalamaması nedeniyle hücre parçalanmadan (lysis) ölür. Bu etkilerin her ikisi de CPE'ler nedeniyle ortaya çıkar. Bir virüs, konakçı hücrede bu morfolojik değişikliklere neden oluyorsa, buna sitopatojenik denir. SPE'nin yaygın örnekleri, enfekte olmuş hücrenin yuvarlaklaşmasını, bitişik hücrelerle sinsitya oluşturmak için füzyonu ve nükleer veya sitoplazmik inklüzyon cisimciklerinin görünümünü içerir.

CPE'ler ve hücre morfolojisindeki diğer değişiklikler, sitosidal virüslerin birçok etkisinden sadece birkaçıdır. Sitosidal bir virüs bir hücreyi enfekte ettiğinde, virüsler hücre morfolojisindeki, hücre fizyolojisindeki ve bunu takip eden biyosentetik olaylardaki değişiklikler yoluyla konakçı hücreyi öldürür. Bu değişiklikler, verimli virüs replikasyonu için gereklidir, ancak bunun bedeli konakçı hücrenin zarar görmesidir.

SPE'ler, teşhiste viral bir enfeksiyonun önemli yönleridir. Birçok SPE, sabitlenmemiş, boyanmamış hücrelerde, optik mikroskobun düşük gücü altında, kondansatör kapalı ve iris diyaframı kısmen kapalı olarak görülebilir. Bununla birlikte, bazı SPE'lerde, yani inklüzyon cisimciklerinde, hücreler sabitlenmeli ve boyanmalı ve ardından ışık mikroskobu altında görüntülenmelidir. Bazı virüslerin SPE'leri karakteristiktir ve bu nedenle virüs bulaşmış bir hayvan veya insanı teşhis etmede virologlar için önemli bir araç olabilir. SPE'nin görülme oranı da virologların virüs tipini belirlemek için kullanabilecekleri önemli bir özelliktir. SPE, düşük enfeksiyon çokluğunda in vitro 4 ila 5 gün sonra ortaya çıkarsa, virüsün yavaş olduğu kabul edilir. SPE, düşük enfeksiyon çokluğunda in vitro olarak 1 ila 2 gün sonra ortaya çıkarsa, virüsün hızlı olduğu düşünülür. Aşılamalar her zaman düşük enfeksiyon çokluğunda meydana gelir çünkü yüksek enfeksiyon çokluğunda tüm SPE'ler hızla oluşur.

Tipik olarak, viral enfeksiyonların ilk belirtisi, hücrelerin yuvarlaklaşmasıdır. İnklüzyon cisimcikleri daha sonra genellikle konakçı hücrenin hücre çekirdeğinde ve/veya sitoplazmasında görülür. İnklüzyon cisimcikleri ilk olarak hasta kan yaymalarında veya enfekte dokuların lekeli bölümlerinde ışık mikroskobu ile tanımlanabilir. Bununla birlikte, bileşimlerini tam olarak karakterize etmek için elektron mikroskobu ile teşhis edilmelidir. İnklüzyon cisimcikleri, virüs replikasyonu yan ürünlerinin birikimi veya değiştirilmiş konakçı hücre organelleri veya yapıları olabilir.

Bazı viral enfeksiyonlar, garip bir SPE'ye, sinsitya oluşumuna neden olur. Sinsitya, birçok çekirdek içeren büyük sitoplazmik kütlelerdir. Tipik olarak enfekte hücrelerin füzyonu ile üretilirler. Bu mekanizma, virüsün enfekte olmuş hücrelerden enfekte olmamış hücrelere yayılmasına izin verdiği için virüs için yararlıdır.

Viral enfeksiyonlar klinik olarak ilgili fenotipik SPE'lere sahip olabilir. Örneğin, hepatit C virüsü (HCV) ile karaciğer yağlanması, virüsün genetik bileşimi olan genotipi tanımlamaya yardımcı olmak için kullanılabilecek kadar virüsün karakteristik özelliğidir. HCV genotip 3 hastalarında karaciğer yağlanması gelişme olasılığı genotip 1 olanlara göre anlamlı derecede daha yüksektir. Ayrıca, yeni bir ilacın etkinliğini belirlemek için araştırma sırasında SPE'ler kullanılabilir. Hücre yaşayabilirliğini değerlendirmek için dang virüsünün SPE'lerini tarayan bir tahlil geliştirilmiştir.

Konak hücre tabakasının tamamen yok edilmesi, en şiddetli CPE tipidir. Bu işlemi gözlemlemek için, hücreler bir cam yüzey üzerine ekilir ve konakçı hücrenin birleşik tek tabakası oluşturulur. Daha sonra viral enfeksiyona maruz bırakılır. Tek tabakadaki tüm hücreler hızla küçülür, piknoz olarak bilinen bir süreçte yoğunlaşır ve üç gün içinde camdan ayrılır. Bu SPE formu tipik olarak enterovirüslerde görülür.

Konak hücre tabakasının toplamın altında yıkımı, toplam yıkımdan daha az şiddetlidir. Toplam yıkıma benzer şekilde, bu SPE, bir cam yüzey üzerine konfluent bir konakçı hücre tabakası ekilerek ve ardından viral enfeksiyona maruz bırakılarak gözlemlenir. Alt toplam yıkım, karakteristik olarak tek tabakadaki hücrelerin tümünün değil bazılarının ayrılmasını gösterir. Bazı togavirüslerde, bazı picornavirüslerde ve bazı paramiksovirüs türlerinde yaygın olarak görülür.

Odak dejenerasyonu, konakçı hücre tabakasına lokalize bir saldırıda oluşur. Bu tip SPE sonunda tüm dokuyu etkileyebilse de, ilk aşamalar ve yayılma odaklar olarak bilinen lokalize viral merkezlerde gerçekleşir. Fokal dejenerasyon, virüsün hücre dışı ortamdan difüzyonundan ziyade doğrudan hücreden hücreye transferinden kaynaklanır. Bu farklı transfer modu, onu toplam ve toplamın altındaki yıkımdan ayırır ve karakteristik yerel etkilere neden olur. Başlangıçta, konakçı hücreler genişler, yuvarlaklaşır ve kırılgan hale gelir. Sonunda, konakçı hücreler yüzeyden ayrılır. Virüsün yayılması eşmerkezli olarak gerçekleşir, böylece ayrılan hücreler, sağlıklı doku ile çevrili geniş, yuvarlak hücreler tarafından çevrelenir. Bu tip SPE, herpes virüslerinin ve çiçek virüslerinin karakteristiğidir.

Şişme ve topaklanma, konakçı hücrelerin önemli ölçüde şiştiği bir SPE'dir. Büyüdükten sonra, hücreler kümeler halinde bir araya toplanır. Sonunda, hücreler o kadar büyürler ki koparlar. Bu tip SPE, adenovirüslerin karakteristiğidir.

Köpüklü dejenerasyon vakuolizasyon olarak da bilinir. Büyük ve/veya çok sayıda sitoplazmik vakuol oluşumundan kaynaklanır. Bu tip SPE, yalnızca ilgili konakçı hücrelerin tespiti (fiksasyonu) ve boyanması ile gözlemlenebilir. Köpüklü dejenerasyon bazı retrovirüslerin, paramiksovirüslerin ve flavivirüslerin karakteristiğidir.

Sinsityum, hücre füzyonu ve polikaryon oluşumu olarak da bilinir. Bu CPE ile, dört veya daha fazla konakçı hücrenin plazma zarları birleşir ve en az dört çekirdekli genişlemiş bir hücre haline gelir. Büyük hücre füzyonları bazen lekelenmeden görülebilse de, bu tip SPE tipik olarak konakçı hücre fiksasyonu ve boyamasından sonra saptanır. Herpes virüsleri karakteristik olarak hücre füzyonunun yanı sıra diğer SPE formlarını da üretir. Bazı paramiksovirüsler, yalnızca bu SPE'yi ürettikleri için hücre füzyonunun oluşumu yoluyla tanımlanabilir.

İnklüzyon cisimcikleri (hücre çekirdeği veya sitoplazma içindeki çözünmeyen anormal yapılar), konakçı hücrelerde değişen lekelenme alanlarını gösterdikleri için yalnızca boyama ile görülebilir. Tipik olarak, viral proteinin veya nükleik asidin sentezlendiği veya viryonların bir araya getirildiği konakçı hücre alanlarını gösterirler. Ayrıca, bazı durumlarda, aktif bir virüs olmadan inklüzyon cisimcikleri mevcuttur ve viral skar alanlarını gösterir. İnklüzyon cisimcikleri viral türe göre değişir. Tek veya çoklu, küçük veya büyük, yuvarlak veya düzensiz şekilli olabilirler. Ayrıca intranükleer (Çekirdek içinde) veya intrasitoplazmik (Sitoplazma içinde) ve eozinofilik veya bazofilik olabilirler.