Hoorcollege 3: Microbiologie van pathogene micro-organismen (03-09-2019)
Micro-organismen
Micro-organismen = Alle organismen die niet zichtbaar zijn met het blote oog.
Het overgrote deel van de organismen op aarde zijn micro-organismen. De microbiële diversiteit is enorm;
Er is veel meer variatie m.b.t. vorm, grootte, overlevingsplaats, etc. binnen micro-organismen dan binnen
‘hogere’ organismen.
Prokaryoten vs. Eukaryoten
Micro-organismen kunnen verdeeld worden in:
• Prokaryoten = Organismen die geen intracellulaire compartimenten hebben.
• Bacteriën en archaea.
• Eukaryoten = Organismen die duidelijk onderscheidbare kern en organellen hebben.
• Schimmels.
Prokaryoten Eukaryoten
Geen nucleus die omgeven is door een Een nucleus die omgeven is door een membraan.
membraan.
Klein. Groot.
Geen intracellulaire organellen die omgeven zijn Intracellulaire organellen die omgeven zijn door
door een membraan. een membraan.
Eén circulair chromosoom. Meerdere lineaire chromosomen.
Geen complexe eukaryotische processen, zoals Complexe eukaryotische processen.
endocytose, intracellulaire vertering, mitose,
meiose.
Echter, er zijn ook zaken die hetzelfde zijn tussen prokaryoten en eukaryoten, zoals de genetische code,
het proces van eiwitsynthese, metabolische paden, etc.
Microbiële genomics
Microbiële genomics = Analyse van populaties van micro-organismen met DNA-gebaseerde methoden.
Het genoom van bacteriën kan gesequenced worden met de volgende methoden:
• Sanger sequencing.
• Next generation sequencing.
• Third generation sequencing.
Metagenomics wordt gebruikt om de verschillende soorten micro-organismen in een populatie van micro-
organismen te achterhalen. Daarnaast kunnen eigenschappen van bacteriesoorten achterhaald worden.
Metagenomics leidt tot de ontdekking van nieuwe microbiële groepen en genen. Opvallend is de variatie in
de grootte van bacteriële genomen. Ook binnen één soort kan de lengte van het genoom variëren.
VD:
• Het is mogelijk om organismen die niet kweekbaar zijn in het lab (90% tot 95% van alle bacteriën)
te analyseren.
• Het is mogelijk om micro-organismen te detecteren die in mindere mate aanwezig zijn.
• Het geeft inzicht in de associatie tussen ziekte en specifieke bacteriesoorten. [WC1, V4]
1
, Humane microbiota
Humane microbiota = Alle bacteriën die op en in het menselijk lichaam leven.
De humane microbiota is gigantisch. De samenstelling van de humane microbiota op verschillende
plaatsen op en in het lichaam is verschillend. Dit komt doordat de fysieke en biologische parameters, zoals
pH, zuurstofconcentratie, zoutconcentratie, wateractiviteit, koolstofconcentratie, etc., op verschillende
plaatsen op en in het lichaam verschillend zijn. De humane microbiota is zeer dynamisch; Gedurende het
leven verandert de samenstelling van de humane microbiota, doordat de humane microbiota afhankelijk is
van leeftijd, geslacht en dieet. Er bestaan niet één gezonde humane microbiota. Elk persoon heeft een
unieke en gevarieerde verzameling van micro-organismen.
Dysbiosis = De natuurlijke microbiota is aangetast.
Functies van de humane microbiota [WC1, V4]
De humane microbiota heeft vele voordelen voor de gastheer:
• De humane microbiota speelt een rol bij voeding en metabolisme:
• De humane microbiota zorgt voor de productie van vitamine B, vitamine K, thiamine en
riboflavin.
• De humane microbiota zorgt voor de productie van short chain fatty acids. Dit is een
energiebron voor het darmepitheel.
• De humane microbiota draagt bij aan de vertering van voedsel.
• De humane microbiota metaboliseert galzuren en sterolen.
• De humane microbiota zorgt voor
immuunstimulatie (maturatie en regulatie).
De humane microbiota heeft interactie met
het immuunsysteem. Een divers humaan
microbiota zorgt ervoor dat het
immuunsysteem goed functioneert. Een
verstoorde, niet diverse humane microbiota
zorgt ervoor dat het immuunsysteem niet
goed functioneert. Hierdoor speelt de
humane microbiota een rol bij het ontstaan
en verergeren van diverse immuunziekten.
• Kolonisatie resistentie = De humane microbiota voorkomt het binnendringen van pathogenen.
Dit doet de humane microbiota op verschillende manieren:
• De humane microbiota kan antibiotica produceren.
• Competitie voor voedingsstoffen.
• Er is geen plaats voor pathogenen om zich te nestelen op het oppervlak als het oppervlak
volledig bedekt is met de humane microbiota.
De humane microbiota kan een bron van infectie zijn
De humane microbiota bevat opportunistische micro-organismen. Deze micro-organismen kunnen infectie
veroorzaken als de gastheer niet immuuncompetent is.
Onderzoek naar de microbiota
Proefdieren zonder microbiota worden gebruikt om de interactie tussen een gewervelde gastheer en zijn
microbiota te onderzoeken. Deze onderzoeken tonen aan dat de microbiota het imuunsysteem van de
gastheer stimuleert, bijdraagt aan de vertering van complexe voedingsbestanddelen en anatomische
veranderingen aan de darm teweegbrengt.
2
Micro-organismen
Micro-organismen = Alle organismen die niet zichtbaar zijn met het blote oog.
Het overgrote deel van de organismen op aarde zijn micro-organismen. De microbiële diversiteit is enorm;
Er is veel meer variatie m.b.t. vorm, grootte, overlevingsplaats, etc. binnen micro-organismen dan binnen
‘hogere’ organismen.
Prokaryoten vs. Eukaryoten
Micro-organismen kunnen verdeeld worden in:
• Prokaryoten = Organismen die geen intracellulaire compartimenten hebben.
• Bacteriën en archaea.
• Eukaryoten = Organismen die duidelijk onderscheidbare kern en organellen hebben.
• Schimmels.
Prokaryoten Eukaryoten
Geen nucleus die omgeven is door een Een nucleus die omgeven is door een membraan.
membraan.
Klein. Groot.
Geen intracellulaire organellen die omgeven zijn Intracellulaire organellen die omgeven zijn door
door een membraan. een membraan.
Eén circulair chromosoom. Meerdere lineaire chromosomen.
Geen complexe eukaryotische processen, zoals Complexe eukaryotische processen.
endocytose, intracellulaire vertering, mitose,
meiose.
Echter, er zijn ook zaken die hetzelfde zijn tussen prokaryoten en eukaryoten, zoals de genetische code,
het proces van eiwitsynthese, metabolische paden, etc.
Microbiële genomics
Microbiële genomics = Analyse van populaties van micro-organismen met DNA-gebaseerde methoden.
Het genoom van bacteriën kan gesequenced worden met de volgende methoden:
• Sanger sequencing.
• Next generation sequencing.
• Third generation sequencing.
Metagenomics wordt gebruikt om de verschillende soorten micro-organismen in een populatie van micro-
organismen te achterhalen. Daarnaast kunnen eigenschappen van bacteriesoorten achterhaald worden.
Metagenomics leidt tot de ontdekking van nieuwe microbiële groepen en genen. Opvallend is de variatie in
de grootte van bacteriële genomen. Ook binnen één soort kan de lengte van het genoom variëren.
VD:
• Het is mogelijk om organismen die niet kweekbaar zijn in het lab (90% tot 95% van alle bacteriën)
te analyseren.
• Het is mogelijk om micro-organismen te detecteren die in mindere mate aanwezig zijn.
• Het geeft inzicht in de associatie tussen ziekte en specifieke bacteriesoorten. [WC1, V4]
1
, Humane microbiota
Humane microbiota = Alle bacteriën die op en in het menselijk lichaam leven.
De humane microbiota is gigantisch. De samenstelling van de humane microbiota op verschillende
plaatsen op en in het lichaam is verschillend. Dit komt doordat de fysieke en biologische parameters, zoals
pH, zuurstofconcentratie, zoutconcentratie, wateractiviteit, koolstofconcentratie, etc., op verschillende
plaatsen op en in het lichaam verschillend zijn. De humane microbiota is zeer dynamisch; Gedurende het
leven verandert de samenstelling van de humane microbiota, doordat de humane microbiota afhankelijk is
van leeftijd, geslacht en dieet. Er bestaan niet één gezonde humane microbiota. Elk persoon heeft een
unieke en gevarieerde verzameling van micro-organismen.
Dysbiosis = De natuurlijke microbiota is aangetast.
Functies van de humane microbiota [WC1, V4]
De humane microbiota heeft vele voordelen voor de gastheer:
• De humane microbiota speelt een rol bij voeding en metabolisme:
• De humane microbiota zorgt voor de productie van vitamine B, vitamine K, thiamine en
riboflavin.
• De humane microbiota zorgt voor de productie van short chain fatty acids. Dit is een
energiebron voor het darmepitheel.
• De humane microbiota draagt bij aan de vertering van voedsel.
• De humane microbiota metaboliseert galzuren en sterolen.
• De humane microbiota zorgt voor
immuunstimulatie (maturatie en regulatie).
De humane microbiota heeft interactie met
het immuunsysteem. Een divers humaan
microbiota zorgt ervoor dat het
immuunsysteem goed functioneert. Een
verstoorde, niet diverse humane microbiota
zorgt ervoor dat het immuunsysteem niet
goed functioneert. Hierdoor speelt de
humane microbiota een rol bij het ontstaan
en verergeren van diverse immuunziekten.
• Kolonisatie resistentie = De humane microbiota voorkomt het binnendringen van pathogenen.
Dit doet de humane microbiota op verschillende manieren:
• De humane microbiota kan antibiotica produceren.
• Competitie voor voedingsstoffen.
• Er is geen plaats voor pathogenen om zich te nestelen op het oppervlak als het oppervlak
volledig bedekt is met de humane microbiota.
De humane microbiota kan een bron van infectie zijn
De humane microbiota bevat opportunistische micro-organismen. Deze micro-organismen kunnen infectie
veroorzaken als de gastheer niet immuuncompetent is.
Onderzoek naar de microbiota
Proefdieren zonder microbiota worden gebruikt om de interactie tussen een gewervelde gastheer en zijn
microbiota te onderzoeken. Deze onderzoeken tonen aan dat de microbiota het imuunsysteem van de
gastheer stimuleert, bijdraagt aan de vertering van complexe voedingsbestanddelen en anatomische
veranderingen aan de darm teweegbrengt.
2
