אפקט ציטופתי

אפקט ציטופתי (באנגלית: Cytopathic effect, בקיצור: CPE) הוא תהליך של שינוי מורפולוגי דגנרטיבי שחל בתרבית תאים בעקבות הדבקה נגיפית. נוכחות נגיפית בתאים מעוררת, בדרך כלל, שינויים מורפולוגיים שונים. שינויים אלה, הניתנים לזיהוי באמצעות מיקרוסקופ אור רגיל, עוזרים לאתר הדבקה נגיפית ולעיתים אף לזהות את מין הנגיף המדביק. זאת משום שמינים שונים של נגיפים גורמים לאפקטים ציטופתיים שונים בתאים. אפקטים ציטופטיים קלאסיים ניתנים לזיהוי באמצעות מיקרוסקופ אור רגיל. לעיתים נדרשת צביעה על מנת להבחין באפקטים הבאים. התעגלות תאים - התאים נראים נפוחים וכדוריים. התנפחות התאים נגרמת כתוצאה מעליה בחדירות ממברנת התא למצע הגידול המוסף לתרבית התאים. התופעה נפוצה בקרב נגיפי משפחת ה-Adenoviridae ו-Herpesviridae. עליה בחדירות ממברנת התא מובילה בין היתר להתנפחות אברוני התא השונים ולצמצום השטח שתופסת הציטופלזמה. התרוממות והתנתקות תאים מצלחת הפטרי - התאים מאבדים את האחיזה שלהם בצלחת הפטרי ומתחילים להתרומם, כלומר חל הרס רובד התאים. התרוממות התאים נגרמת בין היתר בשל פגיעה בשלד התא, הבאה לידי ביטוי בדפולימריזציה של מיקרוטובולים ומיקרופילמנטים. יצירת סינקיטיון - נוצרים תאים מרובי גרעינים, כתוצאה מאיחוי תאים שכנים בתרבית. הדבר מקנה לנגיף מעבר נוח ובטוח מתא לתא מבלי להיחשף על ידי תהליך ההנצה למרכיבי מערכת החיסון. האיחוי בין התאים מתאפשר הודות לנוכחות חלבון איחוי ויראלי על גבי ממברנת התא, דוגמת חלבון F של נגיף ה-RSV, השייך למשפחת ה-Paramixoviridae. תופעה דומה קיימת גם בנגיפי משפחת ה-Herpesviridae. הרס התאים - נוצרים חללים ("חורים") ברובד התאים בתרבית, בעקבות מות התאים המודבקים. יצירת גופיפי הסגר (Inclusion bodies) - נוצרים אגרגטים (משקעים) חלבוניים בגרעין, או בציטופלזמה, הנראים במיקרוסקופ אור, לאחר צביעה. גופיפי ההסגר יכולים להופיע בשלל מופעים: בודדים, מרובים, גדולים, קטנים, תוך גרעיניים, חוץ גרעיניים (ציטופלזמתיים), סימטריים, אסימטריים, אסידופיליים (נצבעים על ידי תמיסת אאוזין) ובזופיליים (נצבעים על ידי תמיסת המטוקסילין). גופיפי הסגר חושפים את האתרים בהם מתרבה הנגיף בתוך התא ומכילים בעיקר את חלבוני המבנה של הקפסיד הוויראלי. גופיפי הסגר חוץ גרעיניים נפוצים בקרב: נגיפי משפחת ה-Poxiviridae, אליה שייכים נגיף האבעבועות השחורות (Variola major/minor) ונגיף האבעבועות הפרות (Cowpox virus), נגיפי משפחת ה-Paramixoviridae, נגיפי משפחת ה-Reoviridae, אליה שייך נגיף ה-Rotavirus ונגיפי משפחת ה-Rhabdoviridae, אליה שייך נגיף הכלבת. לעומתם, גופיפי הסגר תוך גרעיניים נפוצים בקרב: נגיפי משפחת ה-Herpesviridae, Adenoviridae ו-Parvoviridae, אליה שייך נגיף ה-Parvovirus B19 שגורם למחלה החמישית. יצירת מוקדים של "ערמות תאים" (Foci) - תאי התרבית המודבקים מאבדים את יכולת עצירת ההתחלקות בעת מגע עם תאים שכנים (Contact inhibition) ונערמים אחד על גבי השני, לרוב בשל התמרה סרטנית שמשרה הנגיף. התופעה נפוצה בקרב נגיפים אונקוגניים דוגמת: Hepatitis B virus, Hepatitis C virus, זנים במשפחת נגיפי ה-Papillomaviridae ואחדים ממשפחת נגיפי ה-Herpesviridae, דוגמת נגיף אפשטיין-בר. אפקטים ציטופתיים רבים מתרחשים ברמה המולקולרית בתוך התא המודבק ולכן אפקטים אלה יזוהו, במרבית המקרים, באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני חודר. סינתזה מואצת של קרומי התא - נגיפים מסוימים ממשפחת ה-Herpesviridae מחוללים סינתזה מואצת של קרום הגרעין ואילו נגיפי משפחת ה-Filoviridae, אליה שייכים נגיפי האבולה וה-Marburg virus, גורמים לסינתזה מואצת של קרום הרשת האנדופלזמטית. יצור מוגבר של וסיקולות - נגיפי משפחת ה-Caliciviridae, אליה שייכים נגיפי ה-Sapovirus וה-Norovirus ונגיפי משפחת ה-Picornaviridae, אליה שייך נגיף הפוליו, מחוללים סינתזה מואצת של וסיקולות בציטופלזמת התא. פגיעה בשלד ובאברוני התא - פגיעה בשלד התא גורמת, לרוב, לאיבוד קוטביות התא ואילו פגיעה באברוני התא נגרמת על ידי דחיסתם ותוביל לאפופטוזה. אפקט ציטופתי נחשב לשיטה מקובלת בוירולוגיה קלאסית ונהוג כיום באבחנה מעבדתית לאיתור הדבקה נגיפית. עם זאת, לשיטה מספר חסרונות, כשהבולט מכולם הוא פרק הזמן הממושך אשר לוקח לתרבית התאים לבטא את האפקט הציטופתי (יומיים עד 10 ימים בממוצע, בהתאם למשפחה ולמין הנגיף). נגיף David O.White, Frank J. Fenner, Medical Virology fourth edition, 1994. אפקט ציטופתי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)