Infectie en afweer
H1: Microbiologie in beweging
Levende wezens: 16S rRNA
3 domeinen vh leven
- Archaea
- Bacteria
- Eukarya (celkern)
Virussen: dood materiaal
- Infectieus + filtreerbaar agens
Opisthokont: dieren + planten + fungi
- Meercellig
LUCA: last universal common ancestor
Kiemtheorie van Koch
Conditionele pathogenen
- Ook bij gezonde indiv
- Ziekte afh van vatbaarheid indiv
Opportunistische infecties (veralg vermindering immuniteit)
Dysbacteriose
Samen met pathogenen in niche
Commensale bacteriën
- Metabole activiteit
- Horizontale gentransfer
Humaan metagenoom = microbioom + viroom
- Verandering evenw => vatbaarheid ziekte (oa tgv AB)
- Germ free animals
- Obesitas: microbioom darm :meer carbohydraat verwerkende enzymen
- Viroom: bacteriofagen, retrovirussen,…
Lichen = cyanobacterie + 2 schimmels (symbionten)
Pathogenen
- Altijd: bv herpes (symbiose)
- 12000j: bv pokken, mazelen, influenza (gedom dieren => mens-specifieke pathogenen)
- 100j (recent): bv legionellosis, AIDS, Lyme, E. Coli 0157:H7, H5N1 influenza, SARS, Ebola…
(tot 100% mortaliteit)
- Terugkerende: bv TBC, bof
- Virulentiefactoren => immuunevasie
1
,H2: bacteriën en virussen
Bacteriën
- Bacteria + Archaea
- Prokaryoten: geen celkern
- 1 circ chromosoom (ds DNA)
o Supercoiling
o Gyrasen + topo-isomerasen chinolonen
o Mycoplasmata: kleinste genoom
Genen voor DNA replicatie, translatie, E prod
o Typische pathogenen: grote genomen
Ook regulatie-mechanismen => transcriptie (sign transd)
- EC groei
- Celmembraan: dubbele fosfolipidenlaag
o Macromoleculen
o (glyco)proteïnen
- Celwand: macromoleculen voor contact + uitw met omg
o Gram +: peptidoglycaan (blauw)
o Gram -: peptidoglycaan + 2e lipidenmembraan: LPS (rood)
LPS = endotoxine
Lipid A + core polysaccharide + O-antigen
o Myobacteriën: mycolzuren
- Kapsel: polysaccharidenlaag ( fagocytose)
- Flagellen: bewegen
- Fimbriae: aanhechting op receptoren
- Pili: overdracht plasmiden
- Bolvormig = kok
o In kettingen: streptokokken
o In trosjes: stafylokokken
- Staafvormig = bacil
- Spore: metabool inactief
- Metabolisme
o Prod E
o Prod metabolieten
Voeding fermentatie, indust prod citroenzuur, compost
Lactobacillen: zure metabolieten (afbraak glycogeen van vag cellen)
H. Pylori: ammoniak in maagmucosa
Enzymen, eiw, toxines
Porines
Adhesiemoleculen
- Celdeling: adaptieve fase – log fase – stationaire fase – afsterven
- Invl O2 en CO2:
o Aeroob
o Anaeroob
o Capnofiel: hoge CO2-spanning
- Invl zuurtegraad
- Invl temp: optimaal 36,5°C
2
, - Operon
- Planktonisch en sessiele bact
- Persisters: minder metabool actief (ongev voor AB)
- Fenotypisch switchen = bet hedging = risicospreiding
- Fenotypische variatie: =e genoom, versch expressie
o Quorum sensing: kritische conc
o Biofilm: neg/pos beïnvloeden
- Genetische variatie: tgv mutatie, selectie, uitw
- Genetische uitwisseling:
o Transformatie: opname DNA uit omg
o Transductie: via bacteriofagen
o Conjugatie: genen op extrachromosomaal DNA (plasmiden)
o Transposons: mobiele genen
- Serotypering
o Bv meningokok: kapsel A,B,C
- Genotypering = moleculaire fingerprinting
o Specifieke DNA seq
Primers/PCR: amplicons
Knippen mbv restrictie-enzymen
Next generation sequencing
Virussen
- Infectieus
- Replicatie afh van gastheercel
o Geen celstructuur, geen organellen
- RNA of DNA, ds of ss
o Retrovirus: ss RNA => ds DNA (mbv reverse transcriptase)
o Hepadnavirus: ds DNA => ss RNA
o RNA virus
Viraal gecod RNA polymerase
Mutaties
Quasispecies
RNA => mRNA (mbv RNA afh RNA polymerase)
- Eiwitmantel: nucleocapside
o Genetisch materiaal + struct eiw + nucl zuur
- Naakt
o Resistenter
o Lyse
o Makkelijk verspreiden
o Humorale immuniteit
- Enveloppe
o Glycoprot: viraal + cellulair
o Moeilijk verspreiden
o Humorale + cellulaire immuniteit
o Detergens methode (bij pathogeeninactivatie van bloedeiw)
o Neuraminidase virussen kleven aan elkaar
- Levenscyclus
3
, o Adsorptie
Receptor – virusligand
Receptor met KH + glycoprot/lip
Bep infecteerbaarheid
Antivirale vaccins: virusligand afdekken = neutraliserende antistoffen
o Penetratie: genoom in cel
Injectie
Endocytose/membraanfusie via nucleocapside
o Uncoating
o Expressie
dsDNA als template
ssRNA (+): direct als mRNA
neg streng/ dsRNA: eerst + maken
retrovirussen als dsDNA in genoom
o replicatie
ISG: interferon stimulated genes
Tetherin neuraminidase, IFITM, PKR, cGAS RNAseL
o Virion productie: nucleoapside auto-assembly (maturatie)
o Release
Lyse: geen enveloppe
Budding: wel enveloppe
Beperken door
Receptor
Tetherin
Cel-cel transmissie
o Influenza:
Adsorptie: virus herkent siaalzuur op cel
neuraminidase
Opgenomen door endocytose
Protonen via M2 kanaal in enveloppe (endolysosoom: zuur)
Maturatie HA => fusie enveloppe en membr endosoom
Capside vrij in cytoplasma
- RNA sensors : PAMP-receptoren
o dsRNA : TLR3
o non-capped RNA : RIG-I
- DNA sensors : PAMP-receptoren
o dsDNA : TLR9
- bacteriofaag
o staart bindt met LPS => injectie genoom door buitenste membraan
o lytische cyclus
replicatie virus mbv gastheercel
lyse: dood gastheercel
o lysogene cyclus
viraal DNA in gastheer DNA: profaag
replicatie door celdeling gastheer
repressor EW faag tot expressie
o burst size: aantal vrijgelaten infectieuze viruspartikels per el
4
H1: Microbiologie in beweging
Levende wezens: 16S rRNA
3 domeinen vh leven
- Archaea
- Bacteria
- Eukarya (celkern)
Virussen: dood materiaal
- Infectieus + filtreerbaar agens
Opisthokont: dieren + planten + fungi
- Meercellig
LUCA: last universal common ancestor
Kiemtheorie van Koch
Conditionele pathogenen
- Ook bij gezonde indiv
- Ziekte afh van vatbaarheid indiv
Opportunistische infecties (veralg vermindering immuniteit)
Dysbacteriose
Samen met pathogenen in niche
Commensale bacteriën
- Metabole activiteit
- Horizontale gentransfer
Humaan metagenoom = microbioom + viroom
- Verandering evenw => vatbaarheid ziekte (oa tgv AB)
- Germ free animals
- Obesitas: microbioom darm :meer carbohydraat verwerkende enzymen
- Viroom: bacteriofagen, retrovirussen,…
Lichen = cyanobacterie + 2 schimmels (symbionten)
Pathogenen
- Altijd: bv herpes (symbiose)
- 12000j: bv pokken, mazelen, influenza (gedom dieren => mens-specifieke pathogenen)
- 100j (recent): bv legionellosis, AIDS, Lyme, E. Coli 0157:H7, H5N1 influenza, SARS, Ebola…
(tot 100% mortaliteit)
- Terugkerende: bv TBC, bof
- Virulentiefactoren => immuunevasie
1
,H2: bacteriën en virussen
Bacteriën
- Bacteria + Archaea
- Prokaryoten: geen celkern
- 1 circ chromosoom (ds DNA)
o Supercoiling
o Gyrasen + topo-isomerasen chinolonen
o Mycoplasmata: kleinste genoom
Genen voor DNA replicatie, translatie, E prod
o Typische pathogenen: grote genomen
Ook regulatie-mechanismen => transcriptie (sign transd)
- EC groei
- Celmembraan: dubbele fosfolipidenlaag
o Macromoleculen
o (glyco)proteïnen
- Celwand: macromoleculen voor contact + uitw met omg
o Gram +: peptidoglycaan (blauw)
o Gram -: peptidoglycaan + 2e lipidenmembraan: LPS (rood)
LPS = endotoxine
Lipid A + core polysaccharide + O-antigen
o Myobacteriën: mycolzuren
- Kapsel: polysaccharidenlaag ( fagocytose)
- Flagellen: bewegen
- Fimbriae: aanhechting op receptoren
- Pili: overdracht plasmiden
- Bolvormig = kok
o In kettingen: streptokokken
o In trosjes: stafylokokken
- Staafvormig = bacil
- Spore: metabool inactief
- Metabolisme
o Prod E
o Prod metabolieten
Voeding fermentatie, indust prod citroenzuur, compost
Lactobacillen: zure metabolieten (afbraak glycogeen van vag cellen)
H. Pylori: ammoniak in maagmucosa
Enzymen, eiw, toxines
Porines
Adhesiemoleculen
- Celdeling: adaptieve fase – log fase – stationaire fase – afsterven
- Invl O2 en CO2:
o Aeroob
o Anaeroob
o Capnofiel: hoge CO2-spanning
- Invl zuurtegraad
- Invl temp: optimaal 36,5°C
2
, - Operon
- Planktonisch en sessiele bact
- Persisters: minder metabool actief (ongev voor AB)
- Fenotypisch switchen = bet hedging = risicospreiding
- Fenotypische variatie: =e genoom, versch expressie
o Quorum sensing: kritische conc
o Biofilm: neg/pos beïnvloeden
- Genetische variatie: tgv mutatie, selectie, uitw
- Genetische uitwisseling:
o Transformatie: opname DNA uit omg
o Transductie: via bacteriofagen
o Conjugatie: genen op extrachromosomaal DNA (plasmiden)
o Transposons: mobiele genen
- Serotypering
o Bv meningokok: kapsel A,B,C
- Genotypering = moleculaire fingerprinting
o Specifieke DNA seq
Primers/PCR: amplicons
Knippen mbv restrictie-enzymen
Next generation sequencing
Virussen
- Infectieus
- Replicatie afh van gastheercel
o Geen celstructuur, geen organellen
- RNA of DNA, ds of ss
o Retrovirus: ss RNA => ds DNA (mbv reverse transcriptase)
o Hepadnavirus: ds DNA => ss RNA
o RNA virus
Viraal gecod RNA polymerase
Mutaties
Quasispecies
RNA => mRNA (mbv RNA afh RNA polymerase)
- Eiwitmantel: nucleocapside
o Genetisch materiaal + struct eiw + nucl zuur
- Naakt
o Resistenter
o Lyse
o Makkelijk verspreiden
o Humorale immuniteit
- Enveloppe
o Glycoprot: viraal + cellulair
o Moeilijk verspreiden
o Humorale + cellulaire immuniteit
o Detergens methode (bij pathogeeninactivatie van bloedeiw)
o Neuraminidase virussen kleven aan elkaar
- Levenscyclus
3
, o Adsorptie
Receptor – virusligand
Receptor met KH + glycoprot/lip
Bep infecteerbaarheid
Antivirale vaccins: virusligand afdekken = neutraliserende antistoffen
o Penetratie: genoom in cel
Injectie
Endocytose/membraanfusie via nucleocapside
o Uncoating
o Expressie
dsDNA als template
ssRNA (+): direct als mRNA
neg streng/ dsRNA: eerst + maken
retrovirussen als dsDNA in genoom
o replicatie
ISG: interferon stimulated genes
Tetherin neuraminidase, IFITM, PKR, cGAS RNAseL
o Virion productie: nucleoapside auto-assembly (maturatie)
o Release
Lyse: geen enveloppe
Budding: wel enveloppe
Beperken door
Receptor
Tetherin
Cel-cel transmissie
o Influenza:
Adsorptie: virus herkent siaalzuur op cel
neuraminidase
Opgenomen door endocytose
Protonen via M2 kanaal in enveloppe (endolysosoom: zuur)
Maturatie HA => fusie enveloppe en membr endosoom
Capside vrij in cytoplasma
- RNA sensors : PAMP-receptoren
o dsRNA : TLR3
o non-capped RNA : RIG-I
- DNA sensors : PAMP-receptoren
o dsDNA : TLR9
- bacteriofaag
o staart bindt met LPS => injectie genoom door buitenste membraan
o lytische cyclus
replicatie virus mbv gastheercel
lyse: dood gastheercel
o lysogene cyclus
viraal DNA in gastheer DNA: profaag
replicatie door celdeling gastheer
repressor EW faag tot expressie
o burst size: aantal vrijgelaten infectieuze viruspartikels per el
4