Det faktum, at virus ikke kan formere sig uden for levende værtsceller, komplicerer opdagelse, tælling og identifikation af dem. Vira skal forsynes med levende celler, i stedet for et forholdsvis simpelt kemisk medium. Levende planter og dyr er vanskelige dog dyre at holde og patogene vira der kun vokser i højere primater og humane værter, forårsager yderligere komplikationer. Men virus, der bruger bakterieceller som værter (bakteriofager), kan temmelig let dyrkes i bakteriekulturer. Dette er en af grundene til, at så meget af vores forståelse af viral replikering, kommer fra bakteriofager.
11.4.1 Dyrkning af bakteriofager i laboratoriet
Bakteriofager kan dyrkes, enten i suspensioner af bakterier i flydende medier, eller i bakteriekulturer på faste medier. Anvendelsen af faste medier, gær det muligt at bruge plakmetoden til at påvise og tælle virus. Bakteriofagprøven blandes med værtsbakterier og smeltet agar. Agaren, der indeholder bakteriofager og værtsbakterier, hældes derefter i en petriskål indeholdende et hærdet lag agarvækstmedium. Virus-bakterieblandingen størkner til et tyndt toplag, der indeholder et lag af bakterier, der er cirka en celle tyk. Hver virus inficere en bakterie, multiplicerer og frigiver flere hundrede nye vira. Disse nyfremstillede vira inficerer andre bakterier i umiddelbar nærhed og flere nye vira produceres. Efter flere virale multiplikationscyklusser, er alle bakterierne i området omkring den oprindelige virus ødelagte. Dette frembringer en række lysninger, eller plakker, synlig mod et lag af bakterievækst på overfladen af agaren (se figur 11.4.1.1). Mens plakkerne dannes, formerer ikke-inficerede bakterier andetsteds i petriskålen sig hurtigt og danner en uklar baggrund.
Teoretisk, svarer hver plak til en enkelt virus i den oprindelige suspension. Derfor er koncentrationen af virale suspensioner målt på antallet af plakker, sædvanligvis udtrykt som plak-dannende enheder (PDE / engelsk: PFU = Plaque-Forming Units).
11.4.2 Dyrkning af animale vira i laboratoriet
I laboratoriet, er tre metoder almindeligt anvendt til dyrkning af dyrevira. Disse metoder involverer brug af levende dyr, befrugtede æg eller cellekulturer.
I levende dyr
Nogle dyrevira, kan kun dyrkes i levende dyr, som for eksempel mus, kaniner og marsvin. De fleste eksperimenter der undersøger immunsystemets respons på virusinfektioner, skal også udføres på viralt inficerede levende dyr. Podning på dyr, kan anvendes som en diagnostisk procedure, for at identificere og isolere et virus fra klinisk prøvemateriale. Efter fyret er podet med prøven, observeres dyret for tegn på sygdom eller død, så inficeret væv kan undersøges for virus.
Nogle humane vira, kan ikke dyrkes i dyr, eller kan dyrkes men forårsager ikke sygdom. Manglen på naturlige dyreværter for AIDS, har bremset vores forståelse af sygdomsprocessen og forhindret forsøg med lægemidler, der hæmmer vækst af virusset in vivo. Chimpanser kan inficeres med en underart af human immundefekt virus (HIV-1, slægten Lentivirus), men fordi de ikke viser symptomer på sygdommen, kan de ikke anvendes til at undersøge virkningerne af virusvækst og sygdomsbehandlinger. AIDS-vacciner er ved at blive testet på mennesker, men sygdommen skrider så langsomt frem i mennesker, at det kan tage år at bestemme effektiviteten af disse vacciner. I 1986 blev simian AIDS (en immundefekt sygdom hos grønne marekatte) rapporteret, efterfulgt i 1987 af katte AIDS (en immundefektsygdom hos huskatte). Disse sygdomme, er forårsaget af lentivira, der er nært beslægtet med HIV og disse sygdomme udvikler sig inden for et par måneder, hvilket giver en model til at studere den virale vækst i forskellige væv. I 1990 blev en måde at inficere mus med HIV fundet. Immundefekte mus der blev podet til at fremstille humane T-celler og humant gammaglobulin, gjorde det muligt. Musene giver en pålidelig model til undersøgelse af viral replikation, selv om de ikke kan bruges for model til vaccineudvikling.
I cellekulturer
Cellekulturer har erstattet befrugtede æg, som den foretrukne type af vækstmedium for mange vira. Cellekulturer består af celler dyrket i dyrkningsmedier i laboratoriet. Fordi disse kulturer generelt er temmelig homogene samlinger af celler og kan opformeres og håndteres meget lig bakteriekulturer, er de mere bekvemme at arbejde med end levende dyr eller befrugtede æg.
Cellekulturlinjer startes, ved at behandle et udsnit af animalsk væv med enzymer, der adskiller de enkelte celler (se figur 11.4.2.2). Disse celler suspenderes i en opløsning, der giver det osmotiske tryk, de næringsstoffer og vækstfaktorer, der er nødvendige for at cellerne kan vokse. Normale celler har tendens til at klæbe til glas eller plasticbeholdere og formere sig ved at danne en enkeltlag af celler. Vira der inficerer et sådan enkeltlag, forårsager nogle gange at cellerne i enkeltlaget forringes, efterhånden som de formerer sig. Denne celleforringelse, kaldet cytopatisk effekt (CPE), er illustreret i figur 11.4.2.3. CPE kan detekteres og tækkes på samme måde som plakker forårsaget af bakteriofager.
Vira kan dyrkes i primære eller kontinuerlige cellelinjer. Primære cellelinjer afledt af vævssnit, har tendens til at dø ud efter kun et par generationer. Visse cellelinjer, kaldet diploide cellelinjer, der er udviklet fra humane fostre, kan opretholdes i cirka 100 generationer og er almindeligt anvendt til dyrkning af vira der kræver en human vært. Cellelinjer udviklet fra humane fosterceller, der anvendes til dyrkning af rabiesvirus til rabiesvaccine, kaldes human diploid kulturvaccine.
Når vira dyrkes rutinemæssigt i et laboratorie, anvendes der kontinuerlige cellelinjer. Disse er forvandlede (kræft) celler, der kan vedligeholdes gennem et ubestemt antal generationer og de betegnes undertiden som udødelige cellelinjer. En af disse, HeLa-cellelinjen, blev isoleret fra kræft hos en kvinde (Henrietta Lacks) der døde i 1951. Efter flere års dyrkning i laboratoriet, har mange af disse cellelinjer mistet næsten alle deres oprindelige egenskaber fra cellen, men disse ændringer har ikke grebet ind i anvendelsen af cellerne til viral propagering. På trods af succesen af cellekulturer i viral isolation og vækst, er der stadig nogle vira, der aldrig har været succesfuldt dyrket i et laboratorie.
Ideen med cellekulturer går tilbage til slutningen af det nittende århundrede, men det var ikke en praktisk laboratorieteknik indtil udviklingen af antibiotika i årene efter Anden Verdenskrig. Et stort problem med cellekulturer, er at cellelinjerne skal holdes fri for mikrobiel kontaminering. Opretholdelsen af cellekulturlinjer kræver uddannede teknikere med stor erfaring der arbejder på fuld tid med kulturerne. På grund af disse vanskeligheder, kan de fleste hospitalslaboratorier og statslige sundhedslaboratorier, ikke isolere eller identificere virus i klinisk arbejde. I stedet sendes vævs- eller serumprøver til centrale laboratorier, der er specialiserede i dette arbejde.
11.4.3 Virusidentifikation
Identifikation af virale isolater, er ikke en nem opgave. Blandt andet kan virus ikke ses uden brug af et elektronmikroskop. Serologiske metoder, som for eksempel Western blotting, er en af de almindeligste anvendte metoder til identifikation (se figur 8.2.4.2). I serologiske tests, påvises og identificeres virus ved dets reaktion med antistoffer.
Virologer kan identificere og karakterisere virus ved hjælp af sådanne moderne molekylære metoder som anvendelse af restriktionsfragmentlængde polymorfismer (RFLP’er) og polymerasekædereaktion (PCR). PCR blev anvendt til at forstærke viralt RNA, for at identificere Vestnilvirus i USA i 1999 og den SARS-associerede coronavirus i Kina i 2002.