ویروس‌شناسی کاربردی از ابتدا

آنچه یاد خواهید گرفت:

• ساختار و طراحی آنتیبادی
• روش‌های تشخیص ویروسی
• کشت ویروسی در تخم مرغ جنین‌دار
• تکنیک‌های کشت بافت
• تخم مرغ جنین‌دار

پیش‌نیازهای دوره

• دانش زیست‌شناسی – درک سلول‌ها، DNA/RNA و مفاهیم پایه میکروبیولوژی
• علاقه به کار آزمایشگاهی – با توجه به کاربردی بودن ویروس‌شناسی، راحت بودن با کار روی مواد زیستی مفید است
• آگاهی از ایمنی – دانش پایه یا تمایل به یادگیری پروتکل‌های ایمنی آزمایشگاه

توضیحات دوره

ویروس‌شناسی کاربردی از صفر: راهنمایی برای مبتدیان

تا پایان دوره، دانشجویان باید درکی قوی از عملکرد ویروس‌ها، روش‌های مطالعه آن‌ها و اهمیتشان در سلامت جهانی و بیوتکنولوژی کسب کنند. بخش‌های عملی آزمایشگاهی و مطالعات موردی، تجربه عملی را در کنار مباحث نظری فراهم می‌کند.

ویروس‌شناسی مطالعه ویروس‌ها است — موجودات بسیار ریزی که می‌توانند موجودات زنده را آلوده کنند. یادگیری ویروس‌شناسی از صفر به معنای درک ساختار پایه ویروس‌ها، تعامل آن‌ها با میزبانشان و شیوه مطالعه امن آن‌ها در آزمایشگاه است.

1. ویروس‌ چیست؟

• تعریف: ویروس‌ها ذرات عفونی بسیار ریزی هستند که از ماده ژنتیکی (DNA یا RNA) در پوشش پروتئینی به نام کپسید تشکیل شده‌اند. برخی ویروس‌ها همچنین دارای پوشش لیپیدی خارجی‌اند.
• زنده یا غیرزنده؟ ویروس‌ها منحصر به فردند چون نمی‌توانند به تنهایی تکثیر یا متابولیسم انجام دهند. آن‌ها برای تکثیر به سلول میزبان (مثلاً سلول انسان یا حیوان) نیاز دارند.

2. ساختار ویروس‌ها

• کپسید: پوسته پروتئینی محافظی که ماده ژنتیکی ویروس را احاطه می‌کند. شکل کپسید می‌تواند متنوع باشد (مارپیچی، ایکوساهدرال و غیره).
• ماده ژنتیکی: ویروس‌ها می‌توانند DNA یا RNA داشته باشند و این تعیین‌کننده نحوه تکثیر آن‌ها در سلول‌های میزبان است.
• پوشش خارجی (اختیاری): برخی ویروس‌ها مانند HIV یا انفلوآنزا دارای پوشش لیپیدی خارجی هستند که هنگام خروج از سلول میزبان از غشای سلولی آن بدست می‌آورند.

3. عملکرد ویروس‌ها

ویروس‌ها با ورود به سلول میزبان و تسلط بر ماشین‌آلات درونی آن، تکثیر می‌شوند. روند کلی به صورت زیر است:

• چسبیدن: ویروس از طریق گیرنده‌های خاص به سلول میزبان می‌چسبد.
• ورود: ویروس وارد سلول می‌شود، گاهی به صورت ادغام با غشای سلولی یا از طریق اندوسیتوز (فرآیندی که سلول ویروس را درون می‌بلعد).
• تکثیر: ماده ژنتیکی ویروس کنترل دستگاه سلولی میزبان را گرفته و برای تولید ویروس‌های جدید فعالیت می‌کند.
• سرهم‌بندی و آزادسازی: ذرات ویروسی جدید ساخته و سپس از سلول میزبان خارج می‌شوند؛ این کار یا از طریق جوانه‌زنی (برای ویروس‌های پوشش‌دار) یا با پارگی سلول میزبان (lysis) انجام می‌شود.

4. مطالعه ویروس‌ها در آزمایشگاه

اگر علاقه‌مند به ویروس‌شناسی کاربردی هستید، باید با روش‌های مطالعه ویروس‌ها آشنا باشید:

الف) تجهیزات و تکنیک‌های آزمایشگاهی

• کشت سلول: ویروس‌ها نمی‌توانند خارج از سلول رشد کنند، بنابراین ویروس‌شناسان آن‌ها را در کشت سلولی (سلول‌های زنده در محیط کنترل‌شده) پرورش می‌دهند. ویروس‌های مختلف به سلول‌های متفاوتی نیاز دارند.
• آزمون پلاک: این روش برای شمارش ویروس‌ها کاربرد دارد. ویروس یک لایه سلولی را آلوده می‌کند و هر ویروس یک پلاک ایجاد می‌کند (نقطه‌ای شفاف که سلول‌ها تخریب شده‌اند).
• PCR (واکنش زنجیره‌ای پلیمراز): تکنیکی برای شناسایی ماده ژنتیکی ویروس با تکثیر DNA یا RNA که مطالعه را آسان‌تر می‌کند.
• میکروسکوپ الکترونی: از آنجایی که ویروس‌ها بسیار کوچک‌اند و با میکروسکوپ نوری دیده نمی‌شوند، دانشمندان با میکروسکوپ الکترونی ساختار آن‌ها را مشاهده می‌کنند.

ب) سطوح ایمنی زیستی (BSL)

کار با ویروس‌ها در آزمایشگاه نیازمند رعایت دقیق پروتکل‌های ایمنی است. برای ویروس‌های مختلف، سطوح ایمنی متفاوتی تعریف شده است:

• BSL-1: ایمنی پایه (مثلاً ویروس‌های غیرعفونی).
• BSL-2: پاتوژن‌های با ریسک متوسط (مثل هپاتیت، زیکا).
• BSL-3: پاتوژن‌های با ریسک بالاتر که از طریق هوا منتقل می‌شوند (مثل سل، SARS-CoV-2).
• BSL-4: ویروس‌های بسیار خطرناک مانند ابولا. فقط تعداد معدودی آزمایشگاه در جهان این سطح را دارند.

5. مفاهیم کلیدی در ویروس‌شناسی

• پاتوژنز ویروسی: نحوه ایجاد بیماری توسط ویروس‌ها در میزبان. برخی ویروس‌ها بیماری خفیف ایجاد می‌کنند (مانند سرماخوردگی)، در حالی که برخی دیگر شدید هستند (مثل HIV یا ابولا).
• توسعه واکسن: واکسن‌ها به سیستم ایمنی کمک می‌کنند ویروس‌ها را شناسایی و مبارزه کند. مطالعه تعامل ویروس با سیستم ایمنی برای ساخت واکسن‌های موثر مهم است.
• درمان‌های ضد ویروسی: دانشمندان روش‌هایی برای ساخت داروهای مهارکننده تکثیر ویروس‌ها مطالعه می‌کنند، مانند داروهای آنتی‌ویروس که برای HIV یا آنفلوآنزا استفاده می‌شوند.

6. ویروس‌های معروف

• ویروس آنفلوآنزا: علت بیماری تنفسی مسری آنفلوآنزا.
• ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV): ویروسی که سیستم ایمنی را هدف می‌گیرد و باعث ایدز می‌شود.
• SARS-CoV-2: ویروس عامل پاندمی کووید-19.
• ویروس ابولا: ویروسی کشنده که ...

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• مبتدیان در زیست‌شناسی یا علوم زیستی
• دانشجویان پیش‌پزشکی یا پزشکی – کسانی که به دنبال تجربه عملی ویروس‌شناسی هستند.
• فنی‌کاران آزمایشگاه یا پژوهشگران – برای ارتقاء مهارت یا آموزش متقاطع در تکنیک‌های ویروس‌شناسی
• متخصصان بیوتکنولوژی یا داروسازی – که نیازمند دانش پایه ویروس‌ها برای کار خود هستند.