Microbiology - bioplein.nl

Medische Microbiologie
Studietaak 0: Inleiding in de
microbiologie
Kom verder. Saxion.
Tortora Hoofdstuk 1: `The
Microbial World and You´
Kom verder. Saxion.
Kom verder. Saxion.
Microbes in Our Lives
• Micro-organismen zijn organismen
die te klein zijn om zichtbaar te zijn
met het blote oog
Kom verder. Saxion.
Micro-organismen..
• …breken organisch afval af
• …spelen een belangrijke rol in het ecosysteem
via fotosynthese
• … produceren industriële chemicaliën zoals
ethanol en aceton
• … produceren gefermenteerde voedingsmiddelen, zoals azijn, kaas en brood
• … en hebben nog veel meer nuttige rollen in de
natuur, in ons lichaam en in onze samenleving
Sommige micro-organimsen zijn helaas pathogeen
(ziekteverwekkend)
– medische microbiologie
Kom verder. Saxion.
Naamgeving en classificatie van
micro-organismen
• Linnaeus heeft het systeem voor de
wetenschappelijke naamgeving van organismen
opgezet; dit wordt wereldwijd gebruikt
• Elk organisme heeft twee namen (beide ‘latijn’):
– Eerste naam: geslacht (genus), tweede naam: soort
• Beide namen cursief of onderstreept
– Eerste naam met hoofdletter, tweede naam met kleine letter
• Naamgeving is beschrijvend of ter ere van een
wetenschapper
• In een tekst: eerste keer naam voluit, daarna
afgekort: zie voorbeelden
• Later in module meer over classificatie
Kom verder. Saxion.
Voorbeelden naamgeving
• Staphylococcus aureus
– Beschrijft de clustering van de ronde cellen (coccus) in ‘trosjes’ (staphylo-) en de
goudkleurige kolonies.
• Escherichia coli
– Eert de ontdekker, Theodor Escherich, en
beschrijft de habitat van de bacterie, de dikke
darm of colon.
• In tekst: “Stapylococcus aureus en Escherichia
coli komen beiden voor in het menselijk
lichaam; S. aureus op de huid en E. coli in de
dikke darm.”
Welke micro-organismen
zijn er?
Kom verder. Saxion.
Kom verder. Saxion.
(Eu)Bacteriën
• Prokaryoten
• Celwanden van
peptidoglycaan
• Voortplanting door
celdeling
• Halen energie uit
organische of
anorganische
verbindingen of uit
fotosynthese
Figure 1.1a
Kom verder. Saxion.
Archaea
•
•
•
•
Prokaryoten
Hebben geen peptidoglycaan
Leven in extreme milieus
O.a.:
– Methanogenen
– Extreem halofielen
– Extreem thermofielen
Figure 4.5b
Kom verder. Saxion.
Fungi
• Eukaryoten
• Celwanden van chitine
• Halen energie uit
organische
verbindingen
• Schimmels en
paddestoelen zijn
multicellulair en bestaan
uit mycelia (hyfen)
• Gisten zijn eencellig
Figure 1.1b
Kom verder. Saxion.
Protozoën
• Eukaryoten
• ‘Eten’ organische
verbindingen
• Kunnen beweeglijk zijn
via pseudopodiën, ciliën
of flagellen
Figure 1.1c
Kom verder. Saxion.
Algen
•
•
•
•
Eukaryoten
Celwanden van cellulose
Energie uit fotosynthese
Produceren zuurstof en
organische verbindingen
Figure 1.1d
Kom verder. Saxion.
Virussen
• Acellulair
• Genoom van DNA of
RNA, omgeven door een
eiwitmantel
• Eiwitmantel kan
omgeven zijn door
lipide-envelop
• Virussen worden alleen
gerepliceerd als ze zich
in een levende
gastheercel bevinden
Figure 1.1e
Mijlpalen uit de geschiedenis van
de microbiologie
Kom verder. Saxion.
Kom verder. Saxion.
Antieke oudheid en
middeleeuwen
Micro-organismen waren
onbekend en hun effecten
(zoals plagen) werden
toegeschreven aan de
Goddelijke Voorzienigheid,
magie of hekserij
Kom verder. Saxion.
Antoni van Leuwenhoek (1632-1723)
1674: Eerste waarneming van levende microorganismen (bacteriën): ‘animalcules’
Kom verder. Saxion.
Edward Jenner (1749 – 1823)
1798: eerste vaccin
Kom verder. Saxion.
Pokken
Wereldwijd uitgeroeid in de 70er jaren van de 20e eeuw
Kom verder. Saxion.
Ignaz Phillip Semmelweis (1818 – 1865)
1840:
• Kraamkoorts verspreid via handen
dokters, verpleegsters,
kraamvrouwen die van patiënt
naar patiënt gingen
• Zorgde voor de eerste antiinfectie maatregelen in
ziekenhuizen
• Toonde aan dat kraamkoorts
veroorzaakt werd door sepsis
Kom verder. Saxion.
Ca. 1860 tot ca. 1910: De ‘Gouden
Eeuw’ van de Microbiologie
Kom verder. Saxion.
John Tyndall (1820 – 1893)
1876: Ontdekte dat bacteriën
te verdelen zijn in:
– Hittegevoelige of –labiele
vormen (vegetatieve cellen),
die gemakkelijk gedood
kunnen worden via koken
– Hitteresistente types
(endosporen)
Toonde aan dat 5x herhaald
verhitten en afkoelen
endosporen kan doden
(sterilisatie heet ook wel
tyndallisatie)
Kom verder. Saxion.
Louis Pasteur (1822 – 1895)
1857: Fermentatie (en Pasteur-effect)
1861: Weerlegging generatio spontanae
1864: Pasteurisatie en relatie
m.o./voedselbederf
1870s: Vaccin tegen anthrax bij runderen
1878: Ziektekiem-theorie
1885: Vaccin tegen hondsdolheid
“Vader van de bacteriologie en de immunologie”
(en van de stereochemie!)
•http://en.wikipedia.org/wiki/Pasteur
Kom verder. Saxion.
Lord Joseph Lister (1827 – 1912)
1867: Aseptische chirurgie mbv
fenol
Combineerde zijn kennis van het
werk van Semmelweis en Pasteur
met zijn kennis over de
bacteriedodende werking van fenol
Kom verder. Saxion.
Robert Koch (1843 – 1910)
1876: Eerste echte bewijs
ziektekiem-theorie (specifiek
m.o. veroorzaakt specifieke
ziekte): anthrax – Bacillus
anthracis
1881: Reinkweken
1882: Mycobacterium
tuberculosis
1883: Vibrio cholerae
Kom verder. Saxion.
Koch's postulaten – om vast te
stellen of een m.o. de
veroorzaker is van een ziekte
• Hetzelfde m.o. moet gevonden worden bij alle
gevallen van de ziekte
• Het m.o. moet geïsoleerd worden en worden
reingekweekt
• M.o. uit een reinkweek moeten de ziekte
veroorzaken wanneer ze geïnjecteerd worden in
een gezond, gevoelig dier
• Het m.o. moet vervolgens weer uit dit zieke dier
geïsoleerd kunnen worden
Kom verder. Saxion.
Paul Ehrlich (1854 – 1915)
1890: Immuniteitstheorie
1908: Geneesmiddel voor
syphilis (salvarsan);
‘magic bullet’
Kom verder. Saxion.
Nog meer ontdekkingen uit de
‘Gouden Eeuw’
1879:
1881:
1882:
1884:
1887:
1889:
1890:
1898:
1910:
1911:
Neisser – Neisseria gonorrhoeae
Finley – Yellow Fever
Lina Hesse – Agar-media
Gram – Gram-kleuring
Petri – Petrischaal
Kitasato – Closteridium tetani
Von Bering – Difterie antitoxine
Shiga – Shigella dysenteriae
Chagas – Trypanozoma cruzi
Rous – Tumor-veroorzakend virus
Kom verder. Saxion.
Sir Alexander Fleming
1928: Ontdekt bij toeval
penicilline
Later meer
Kom verder. Saxion.
Wendell Meredith Stanley en
collega’s
1935: Eerste kristallisatie
virus
(tabaksmozaïekvirus)
1954: Eerste kristallisatie
dierlijk virus (poliovirus)
http://bancroft.berkeley.e
du/Exhibits/Biotech/stanle
y.html
Kom verder. Saxion.
Jonas Salk en Albert Sabin
1949: Vaccin tegen
polio/kinderverlamming
Kom verder. Saxion.
Luc Montagnier en Robert Gallo
1982: Ontdekken onafhankelijk van elkaar dat HIV
de veroorzaker is van AIDS
Kom verder. Saxion.
1928: Griffith – Transformatie
1934: Lancefield - Streptococcus antigenen
1941: Beadle en Tatum – 1 gen/ 1 enzym
1943: Delbrück en Luria – Bacteriofagen
1944: Avery e.a. - Genetisch materiaal is DNA
1946: Lederberg en Tatum – Conjugatie
1953: Watson en Crick – DNA dubbelhelix
1957: Jacob en Monod – Regulatie eiwitsynthese
1959: Stewart – Virale oorzaak kanker bij de mens
1962: Edelman en Porter – Antilichamen
1964: Epstein, Anchong, Barr – Epstein-Barr virus
1973: Berg, Boyer, Cohen: genetische manipulatie
1978: Woese: Archaea / Nathans ea: Restrictie-enzymen
1981: Margulis – Oorsprong eukaryote cel
1982: Klug – Structuur tabakmozaïekvirus
1983: PCR
1994: Cano – Kweek van 40 miljoen jaar oude bacterie
1997: Prusiner - Prionen
Kom verder. Saxion.
Microbes and Human Welfare
•
•
•
•
•
Kringloop der elementen
Waterzuivering
Bioremediatie
Bestrijding insectenplagen
Biotechnologie en gentechnologie
Microbes and Human
Disease
Kom verder. Saxion.
Kom verder. Saxion.
Normal Microbiota
• We leven in een wereld gevuld met microorganismen
• Allerlei m.o. leven op of in ons lichaam
– Normale microbiota of flora of commensalen
– Onschadelijk of zelfs gunstig
– Kunnen wel schadelijk worden (bijvoorbeeld buiten
hun natuurlijke habitat)
• Het feit of een m.o. onschadelijk of schadelijk is,
is grotendeels afhankelijk van de balans tussen
ons afweersysteem en de ziekmakende
eigenschappen van het m.o.
Kom verder. Saxion.
Infectious Diseases
• Een infectieziekte is een ziekte die veroorzaakt wordt door
een pathogeen bij een gevoelige (vatbare) gastheer
• Het pathogeen brengt minstens een deel van zijn
levenscyclus in de gastheer door, meestal resulterend in
ziekte
• Strijd tegen pathogene m.o.: hygiëne, gastheren
bestrijden (bv. malariamuskiet), vaccins, antibiotica en
andere antimicrobiële/antivirale middelen
• De strijd is nog lang niet gestreden: Malaria ook buiten de
tropen, difterie vanuit voormalige Oostbloklanden, nog
steeds cholera-epidemieën in Derde Wereld, ….
Emerging Infectious
Diseases
Zie boek en ppt-versie op Gschijf
Kom verder. Saxion.
Kom verder. Saxion.
MRSA
http://www.allesovermrsa.nl/
Kom verder. Saxion.
De studietaken
1:
2:
3:
4:
5:
Prokaryote cel; groei en kweken m.o. (T)
Beheersing groei; classificatie en identificatie (T)
Schimmels, parasieten, virussen (T)
Ziekte en epidemiologie; pathogeniteit (T)
Pathogene bacteriën (K); antimicrobiële
middelen (T)
Woensdag: hoorcollege (Powerpoint over
studietaak)
Maandag: werkcollege (vragen stellen, samen
opgaven maken)
Kom verder. Saxion.
De PGO-taak
•
•
•
•
Zes groepen
Vier taken = patiëntcases
Afgesloten met Powerpoint en MC-vragen
Vragen in tentamen