Многочисленными исследованиями показано, что моделирование инфекционного процесса в условиях, более приближенных к естественным (в организме хозяина), открывает перспективы как для изучения факторов патогенности бактерий, так и для решения отдельных вопросов патогенеза инфекции.

Н.Ф. Тимченко детально изучила процесс взаимодействия Y. pseudotuberculosis с клетками первично трипсинизированных почек эмбриона человека, почек новорожденных морских свинок и кроликов, куриных и мышиных фибробластов. В опытах использовали вирулентные штаммы псевдотуберкулезного микроба (LD50 для белых мышей 10в2—10в3) и слабовирулентные, не вызывающие гибели животных.

Микроскопическое изучение окрашенных препаратов показало, что бактерии вирулентного штамма в течение 1 ч адсорбировались на поверхности клеток и проникали в их цитоплазму. Через 2—4 ч бактерии в количестве от единиц до 10—15 особей находились в цитоплазме 60—90 % клеток. При микроскопии клеток всегда возникали сомнения, находятся ли микробы в цитоплазме клеток или на их поверхности. Для решения этого вопроса были проведены электронно-микроскопические исследования ультратонких срезов клеток. При фотографировании указанных препаратов установлено, что бактерии находятся внутри клеток.

В первые часы наблюдения обращали на себя внимание разнообразная форма и величина бактерий в клетках. Наряду с короткими палочковидными формами были видны кокковидные и длинные нитевидные формы. Дальнейшие наблюдения показали, что размножение бактерий может происходить непосредственно в цитоплазме и в фагосомах, возникающих и увеличивающихся по мере накопления бактерий в клетках Эти фагосомы были различной величины и формы, четко отграничивались от остальной цитоплазмы. Мелкие 2—3 фагосомы обычно появлялись через 6—12 ч после начала опыта и содержали от 2 до 5 особей. В более поздние сроки мелкие фагосомы сливались в более крупные и заполняли почти всю цитоплазму, оттесняя ядро к одному из полюсов клетки. Часто фагосомы сильно деформировали ядро, образуя в нем вдавления и значительно сплющивая его. Крупные фагосомы можно было видеть через 24—72 ч, и тогда в них содержалось несколько десятков и даже сотен бактерий. Иногда можно было видеть истончение стенки фагосомы и выход бактерий в цитоплазму.

Следует отметить, что при малом количестве бактерий в фагосомах они были более крупными, в то время как в фагосомах, содержащих сотни бактерий, они представлялись в виде мелких кокковидных форм. Нередко наряду с фагосомами, содержащими бактерии, в цитоплазме клеток можно было видеть свободно лежащие палочки или формирующиеся из них микроколонии. В ядрах клеток бактерии не наблюдались.

Нитевидные формы бактерий чаще всего формировались в первые 6—12 ч после заражения клеток большим количеством бактерий вирулентного штамма (10в8-10в9 особей в 1 мл). Как правило, в таких случаях клетки погибали через 9—12 ч. Одновременного формирования нитевидных форм и появления в клетках фагосом с размножающимися бактериями мы не наблюдали. При заражении клеток бактериями слабовирулентных штаммов или малыми дозами вирулентных штаммов размножение бактерий происходило только в цитоплазме, без образования в них фагосом.

Исследования позволили сделать заключение о наличии трех возможных способов репродукции бактерий в клетках: путем образования нитевидных форм, размножением в фагосомах, а также в самой цитоплазме. На размножение бактерий в клетках влияет вид клеточной культуры. Так, в клетках почек эмбриона человека, новорожденных морских свинок и кроликов мы чаще наблюдали размножение бактерий в виде нитевидных форм и в фагосомах; в клетках куриных и мышиных фибробластов — только бинарное деление палочек непосредственно в самой цитоплазме. Репродукция бактерий вирулентного штамма в клетках зависела от величины заражающей дозы. Наибольшее накопление бактерий и выраженные изменения клеток происходили при заражении культуры дозами 10в7-10в8 бактериальных клеток в 1 мл. При меньших дозах в клетках развивался вялый процесс и изменения были выражены меньше. Таким образом, наблюдение за клеточными культурами, зараженными бактериями псевдотуберкулеза различных концентраций, позволило отметить прямую зависимость интенсивности процесса и степени накопления микроба в клетках от вирулентности штамма и величины заражающей дозы. В противоположность вирулентным штаммам авирулентные и слабовирулентные штаммы не вызывали заметных дегенеративных изменений в клеточном монослое ни при больших, ни при малых дозах заражающего материала.

Исследования показали, что псевдотуберкулезный микроб способен проникать в цитоплазму клеток различных клеточных культур и размножаться в ней. Установленная для других клеточно-бактериальных систем возможность дифференцировать при помощи клеточных культур вирулентные и маловирулентные штаммы подтверждается и для псевдотуберкулезного микроба.