Supervillanos: Virus «el sigilo letal»

Supervillano 3: VIRUS Sigilo Letal. Contaminación por virus en laboratorio de cultivos celulares

Los virus no son visibles al microscopio óptico. Por eso este supervillano es tan difícil de detectar. Pero algunos indicios te pueden hacer sospechar que ha atacado a tu cultivo. Y, si se confirma la contaminación vírica, tendrás que desechar tanto esos cultivos, como los medios y los reactivos que estabas utilizando.

Contaminaciones por virus en cultivo celular
Contaminación por virus en cultivo celular

Nombre común:
Virus.

Tamaño:
de 0,02 a 0,3 μm.

¿Qué són?
Agentes infecciosos que viven a costa de las células de otros organismos. Tienen una estructura muy básica de un genoma (su ADN) empaquetado en una cápside (de proteínas) o en una envoltura algo más compleja (la membrana).

¿De dónde proceden?
Suelen llegar en el suero con que completamos el medio de cultivo o, a veces, de otros aditivos si son de origen animal.

¿Cómo detectarlos?
Es muy difícil detectarlos. Podemos observar cambios en la forma de las células o en su comportamiento en el cultivo.

¿Qué armas tenemos frente a ellas?
Generalmente no se puede eliminar una infección vírica de un cultivo. El principal arma es la prevención, usando sueros y otros aditivos de calidad y libres de virus.

Detección de la contaminación por virus

Contaminaciones por virus en cultivo celular

Los virus son una de las contaminaciones más difíciles de detectar en cultivo celular. A diferencia de las bacterias y los hongos, no son visibles al microscopio óptico, por lo que en las observaciones de los cultivos que se hacen de rutina, no pueden observarse los virus cuando están contaminando nuestros cultivos.
Para poder observar los virus al microscopio óptico es necesario realizar tinciones en ensayos de inmunohistoquímica o inmunofluorescencia, que no se llevan a cabo de rutina porque no es habitual este tipo de contaminaciones y sería muy poco prácticos. Otra forma de visualización de los virus es la microscopía electrónica, pero no está disponible en los laboratorios de cultivos para su uso de forma rutinaria.
Generalmente, la contaminación vírica sólo puede sospecharse cuando produce modificación de las células en cultivo, por ejemplo, una disminución de la tasa de división celular o efectos citopáticos que puedan detectarse al microscopio óptico como cambios en la morfología, lisis (rotura de células), vacuolización o formación de cuerpos de inclusión.
En general, un cultivo contaminado por virus que se deja en cultivos para observar su crecimiento y la evolución de la monocapa, sufre una muerte celular progresiva que acaba con el cultivo.
Una vez que se sospecha la presencia de una contaminación por virus, se puede confirmar mediante ensayos ELISA o por PCR, que permite la amplificación de genes virales específicos y por tanto la identificación de los virus contaminantes.

Problemas de la contaminación viral

Contaminaciones por virus en cultivo celular

Uno de los problemas más importantes de la presencia de virus en las células en cultivo es su dificultad para detectarlos.
Los cambios asociados a la presencia de virus son fácilmente explicables por otros muchos factores que podrían estar afectando al cultivo. En general, los efectos citopáticos de la contaminación por virus no son específicos de este tipo de contaminación y no es posible asegurar contaminación vírica sin pruebas específicas.
Al final, la prevención es la mejor manera de tener células en cultivo “libres de virus”.
Además de su potencial para afectar las células en cultivo, una importante preocupación del uso de cultivos celulares infectados por virus es el peligro que pueden suponer para la salud del personal del laboratorio.
Se debe tomar precauciones especiales de seguridad cuando se trabaja con tejidos o células de humanos o de otros primates para evitar la posible transmisión de infecciones virales.
Otro gran problema de la contaminación viral es que no es fácil recuperar líneas celulares contaminadas por virus porque no existen tratamientos para ello. Por lo que los recipientes contaminados deben eliminarse para evitar que se propague la contaminación a otros frascos u otros cultivos celulares.
Una vez detectada la contaminación la mejor forma de proceder es eliminar todos los cultivos celulares, medios y reactivos que hayan estado en contacto con células infectadas.

Prevención de la contaminación por virus

Contaminaciones por virus en cultivo celular

Para evitar la contaminación viral y reducir su incidencia lo más importante es conocer las fuentes más probables de esta contaminación y asegurarse de que están libres de virus.
Los tejidos de origen animal (incluyendo humano) que provienen de quirófanos de hospitales o clínicas veterinarias y que se utilizan en el laboratorio para crear cultivos primarios de células son una de las fuentes más frecuentes.
Los virus endógenos, como los retrovirus, integrados en varias líneas celulares. Algunos de ellos están presentes en células de importancia biotecnológica.
Los sueros de procedencia animal. La fuente más frecuente en las contaminaciones con virus en las líneas celulares contínuas es el suero de ternera fetal (FBS) ampliamente utilizado para suplementar los medios de cultivo en los que crecen las líneas celulares. Es imprescindible adquirir suero certificados como libres de virus para poder trabajar en cultivo celular.
La tripsina de origen animal. Otro reactivo imprescindible para el manejo de las células adherentes en cultivo y que puede ser fuente de contaminación vírica.
Otros aditivos derivados de animales y utilizados para el mantenimiento y manipulación de los cultivos celulares.
Para la prevención de la contaminación vírica en cultivo celular es imprescindible adquirir todos los reactivos de proveedores de calidad y que proporcionen certificados de reactivos “libres de virus” de todos los sueros, reactivos, aditivos y otras sustancias de origen animal que vayan a estar en contacto con las células en cultivo.
Además, en cultivos primarios, para minimizar el riesgo de contaminación en el establecimiento de los cultivo. Se debe limitar el número de fuentes biológicas de las que se extraen las células y seleccionar siempre que sea posible aquellos animales y tejidos que son menos susceptibles a infecciones virales.
Y, en la prevención de contaminación vírica en el cultivo de líneas celulares contínuas, es muy importante obtener las líneas celulares para cultivo de repositorios que realicen pruebas de virus y proporcionen certificación de células libres de virus.

Curiosidades

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Virus patógenos para los humanos
Algunos de los virus que más se detectan en las líneas celulares primarias son patógenos para los humanos, como los herpesvirus, adenovirus humano tipo 1, virus parainfluenza tipo 3 y reovirus tipo 3.

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Células con retrovirus endógenos
En algunas de las líneas celulares de interés biotecnológico más importantes, como los hibridomas murinos o de hámster chino y las células de ovario (CHO) contienen retrovirus endógenos que pueden producir partículas retrovirales durante su crecimiento.

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Cómo podemos utilizar a los virus
La contaminación de cultivos celulares con virus de forma controlada se utiliza en la industria como herramienta biotecnológica, principalmente para la producción de vacunas y partículas virales con diferentes usos.

Enlaces de interés

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Viral contamination in biologic manufacture and implications for emerging therapies. 2020. Nature. https://www.nature.com/articles/s41587-020-0507-2

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Prevalence and Characterization of Murine Leukemia Virus Contamination in Human Cell Lines. 2015. NIH. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4416031/

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Systematic Evaluation of In Vitro and In Vivo Adventitious Virus Assays for the Detection of Viral Contamination of Cell Banks and Biological Products. 2015. NIH. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4526145/

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