Samenvatting Medische Microbiologie Esmee Castermans College

Samenvatting Medische Microbiologie
Esmee Castermans
College 0 (1 sept)
Infectieziekten komen veel vaker voor in arme landen (70% van de
dodengevallen) dan in rijke landen (11%). Dit komt bijvoorbeeld door slechte
hygiëne, malaria, aids, TBC en diarree.
Nosocomiale infectie: een infectie die je oploopt in een ziekenhuis. Dit speelt een
steeds grotere rol, onder andere door antibiotica resistentie.
Zoonoses: virussen die overspringen van dier op mens, bijv. griep.
Tuberculose was vroeger een groot probleem, was toen wat teruggedrongen en
is nu weer terug aan het komen. Dat is omdat er steeds meer
tuberculosestammen multiresistent zijn voor antibiotica. In sommige landen is
meer dan de helft van de gevallen resistent.
Ander probleem: diarree. Landen die kraanwater tot hun beschikking hebben,
hebben een veel lager voorkomen van diarree.
3 klassen micro-organismen
- Niet ziekte veroorzakend.
- Opportunistisch: veroorzaken geen ziekte, behalve op momenten van een
verzwakt immuunsysteem, zoals zwangerschap of aids.
- Ziekte veroorzakend.
Er ontstaan nog steeds veel nieuwe soorten bacterien en virussen. Ze komen op
mensen terecht nadat ze vanaf dieren zijn overgesprongen naar mensen. De
pathogenen komen op mensen terecht en weten zich aan te passen aan mensen.
Vervolgens kan er een dodelijke pandemie ontstaan.
E. coli O157: een E. Coli stam die STEC, een toxine, produceert en daardoor
diarree veroorzaakt en dodelijk kan zijn. Je kan er ook acute nierfalen van
krijgen. Er zijn uitbraken geweest door o.a. vervuild drinkwater.
3 sept 1928: ontdekking van penicilline door Alexander Flemming. Hierna zijn
heel veel nieuwe antibiotica gevonden. Kort nadat er een nieuw antibioticum
gevonden werd ontstond steeds resistentie. Er komen ook steeds minder nieuwe
antibiotica op de markt. Dit is omdat het zonde is van het geld als het
antibioticum zo snel resistent is.
MRSA: multi-resistent streptococcus aureus. Deze bacterie is op het moment
redelijk goed onder controle.
De vicieuze cirkel van bacteriële infecties
- Je geeft antibiotica
- 1 bacterie overleeft dat
-
de bacterie krijgt de kans om te vermenigvuldigen
De antibiotica werken hier niet op.
De bacterie wordt verspreid.
Bij ongeveer 7% van de patiënten treedt er een ziekenhuisinfectie op. Het
personeel van ziekenhuizen moet dus heel hygiënisch werken en niet te snel
antibiotica voorschrijven.
Wanneer je 3-18 jaar bent en wanneer je veel met runderen en varkens in
contact komt heb je grotere kans op MRSA. Rond de 50% van de veeteelt in
Nederland in besmet met MRSA. De reden dat het zo veel voorkomt is vooral dat
dierenartsen vaak foute antibiotica voorschreven. Hierdoor kunnen bacterien
juist beter vermenigvuldigen en verspreiden. Dit moet dus voorkomen worden!
Niet alleen in Nederland, maar over de hele wereld (transport).
College 1 (1 sept)
Definitie van het leven: iets leeft als het een onafhankelijk metabolisme heeft en
als het zich onafhankelijk kan vermenigvuldigen. (Dus virussen leven niet!)
De humane bacteriële flora bestaat uit 500-1000 soorten. Dat zijn 10^15 cellen.
3 groepen binnen “het leven”
- Bacteriën
- Archaea (maar 1 in het lichaam: methanobacterium)
- Eucaryoten
Aantal lichaamscellen: 10^13. Aantal humane bacteriële flora: 10^14.
Micro-organismen in het menselijk lichaam: virussen, parasieten, bacterien en
gisten/schimmels.
HIV: 24 miljoen doden in 24 jaar
Tuberculose: 2 miljoen doden per jaar (vooral in sub-Sahara Afrika, zuidoost
Azië en Rusland.
Malaria: >1 miljoen doden per jaar
Bacteriële pathogenese = Interacties tussen prokaryote en eukaryote cellen.
Bijv. Listeria monocytogenes. Deze bacterie dringt de cel van een mens binnen.
Hij komt binnen door fagocytose met het zipper mechanisme. Vervolgens
verliest hij zijn membraan en is hij binnen. De bacterie kan rondzwemmen door
de cel door gebruikt te maken van de aanwezige actine filamenten en hier een
staart van de maken. Ze kunnen ook snelheid maken en van de ene cel naar de
andere cel gaan (dus door 2 membranen heen)
3 soorten bacteriën:
- Coccen (bolletjes), bijv. streptococcus
- Staven , bijv. E. Coli en Salmonella
-
Spirocheten (spiraalvormig), biiv. T. Pallidum
Sommige staafbacteriën kunnen veranderen in blobjes die niet echt een vorm
meer hebben. Dit gebeurt als ze uitdrogen (Bijv. bij bacillus subtilis).
Prokaryoten hebben geen celkern, alleen een celmembraan en celwand, een
circulaire streng DNA of RNA en soms plasmiden. De plasmiden kunnen ook
ingebouwd zitten in het chromosomaal DNA. Ze heten dan
pathogeniciteitseilandjes en deze zijn bij voorbeeld aanwezig bij Salmonella.
Gram positief: 1 celmembraan om het cytoplasma met daaromheen een hele
dikke celwand van peptidoglycaan. Vaak hebben ze een slijm/suiker capsule
(teichoic acid)
Gram negatief: 2 celmembranen (cytoplasmic membrane en outer membrane)
met daartussen een periplasma, dat een dunne celwand van peptidoglycaan
bevat. Vaak hebben ze een slijm/suiker capsule van LPS.
De celenvelop bevat virulentie factoren.
Peptidoglycaan bestaan uit suikermoleculen die met gly een heleboel
peptidebindingen vormen. De reden dat gramkleuringen alleen de gram
positieve bacterien kleuren is dat de kleuring aangrijpt op peptidoglycaan. Alleen
bij de gram positieve bacteriën zit de peptidoglycaan-laag aan de buitenkant. De
gram kleuring (kristalviolet) kleurt de bacterie donkerpaars.
Eerst wordt de bacterie gefixeerd, dan wordt er gekleurd, vervolgens vindt er
een iodine treatment plaats en dan wordt er gespoeld. De gram negatieve
bacterien zijn dan weer onzichtbaar. Met een counterstrain (fuchsine) wordt
alles lichtroze gemaakt om te zorgen dat ook gram negatieve bacteriën zichtbaar
zijn. Het is belangrijk om te weten of een bacterie gram positief of gram negatief
is, want je moet ze met andere soorten antibiotica behandelen.
Endosymbiont theorie 1: Het kernmembraan is oorspronkelijk afkomstig van een
instulping in het celmembraan. Ooit zaten de ribosomen en het DNA dus aan het
celmembraan vast.
Endosymbiont theorie 2: Mitochondria waren vroeger aerobe bacterien die
leefden in eukaryote cellen. Ze hebben namelijk 2 celmembranen en hun eigen
DNA.
Endosymbiont theorie 3: Mitochondriën (en chloroplasten) zijn vergelijkbaar met
bacteriën. De celkern maakt RNA van DNA, die wordt een precursor eiwit en
deze gaat de mitochondrion in om volwassen te worden. In de mitochondrion zit
ook DNA waar RNA van wordt gemaakt en uiteindelijk eiwitten. Antibiotica
kunnen op verschillende stappen van dit proces aangrijpen, maar verschillende
antibiotica grijpen aan op de processen van de celkern en de processen van de
mitochondria.
Fluorescentie microscopie: Licht in een bepaalde kleur schijnt via een spiegel op
de specimen. In specimen wordt het licht opgenomen door bijvoorbeeld GFP en
hierdoor wordt het geactiveerd. Hierdoor gaat het licht in een andere golflente
uitstralen en deze kleur gaat door de spiegel heen en kun je dus zien. Wanneer
niet alle cellen in de kolonie GFP tot expressie brengen is er heterogeniteit.
Transmissie elektronen microscopie (TEM): Met een elektron gun wordt op het
specimen geschoten. De elektronen die niet teruggekaatst worden door het
specimen, worden opgevangen en geven een afbeeldingen op een scherm. Deze
afbeelding is een standaard zwart-wit EM plaatje.
Een scanning elektronen microscoop (SEM) doet hetzelfde, maar vangt juist je
elektronen op die door het specimen worden teruggekaatst. Dit geeft een soort
3D afbeeldingen van de oppervlakten van het specimen.
Sporulatie:
Bacterien kunnen aan sporulatie doen. Dit speelt vooral bij gram positieve
bacterien een rol. De bacterie repliceert zijn DNA. Dit gerepliceerde DNA wordt
door een septum van de rest van de bacterie gescheiden en het komt uiteindelijk
als een bolletje in de bacterie te zitten. Deze spore gaat vervolgens de bacterie
uit.
De opbouw van de spore is als volgt (van binnen naar buiten): Core – inner
membrane – spore wall – cortex – outer membrane – protein coat – exosporium.
In de wanden van de spore zit peptidoglycaan.
Deze sporen kunnen heel lang overleven, ook onder extreme condities.
Bacteriën zullen delen totdat ze een stationary phase bereiken. Dan zal de
hoeveelheid bacteriën afnemen en dat is het moment dat sporulatie plaatsvindt.
College 2 (1 sept)
Bacteriën bestaan uit een celwand, een plasmamembraan, ribosomen (in het
cytosol), DNA en eventueel pili/fimbriae en flagellen.
Flagellen zijn voor beweging. Ze kunnen roteren. Door beweging van de rotor
gaan ze heel snel ronddraaien als een soort zwemstaart. De energie die hiervoor
nodig is, komt van proton motive fore. Hierbij wordt H+ van de ruimte tussen het
binnenmembraan en de celwand naar het cytoplasma gepompt. Deze H+jes
komen daar doordat een proton pomp ze naar deze tussenruimte toe pompt.
Pili zijn minder voor beweging, maar meer voor aanhechting. Er zijn
verschillende typen pili. Gram negatieve bacteriën kunnen type I pili (E. Coli),
type IV pili en curli pili hebben. Gram positieve bacteriën kunnen fibrils en pili
hebben. Al deze typen pili hebben de functie van adherentie, aggregatie en
motiliteit.
Chemotaxis:
Een chemotaxis receptor bindt een stofje dat bacterien afstoot (repellent), wat
zorgt voor activatie van het intracellulaire sensoreiwit CheW. Hierdoor vindt er
fosforylatie van CheA en daarna CheY eiwitten plaats. Door CheY wordt de rotor
van de flagel gestimuleerd om de andere kant op te gaan draaien. Hierdoor
beweegt de bacterie van de repellent af. Wanneer het een aantrekkend stofje is,
draait de flagellum de andere kant op en zwemt de bacterie er juist heen.
Type III secretiemechanisme: Een bacterie prikt door de membraan van een
gastheercel heen met een type III secretion apparatus en spuit toxines de cel (of
macrofagen) in, bijvoorbeeld bij pestbacteriën.
P. Fibriae: Voorbeeld van pili waarmee bacterien zich aan de wand kunnen
vasthechten. Met andere pili trekt de bacterie zichzelf naar die aanhechtingsplek
toe. Dit doet E. Coli bijvoorbeeld.
Bij de bacteriële aanhechting aan een hostcel, zal eerst een puntje van een pili
binden aan een receptor op de hostcel door middel van substraten op de pili.
Hierna ritst het als het ware dicht en komt de bacterie tegen de hostcel aan te
liggen. Hierna kan infectie plaatsvinden.
Pili biogenese in gram negatieve bacteriën
Uit het cytoplasma worden eiwitten over het cytoplasmische (binnen)
membraan gepompt naar de ruimte tussen binnen- en buitenmembraan, het
periplasma. Hier zorgen chaperones ervoor dat de eiwitketens goed gevouwen
worden en dat de eiwitten vervolgens op de goede plek komen. De chaperones
brengt de eiwitten namelijk naar de usher in het outer membrane, waar ze naar
buiten gebracht worden en een keten vormen met elkaar. Bij de koppeling van
de pilus subunits, worden de hydrofobe staarten gebundeld. Hierdoor wordt er
uiteindelijk een pilus rod gevormd.
Pili biogenese in gram positieve bacteriën
Pili worden in gram positieve bacterien op een andere manier gevormd. De
gevormde subunits bevinden zich in het cytoplasma en hebben allemaal een
signaal peptide en een LPXTG motief. Signal peptidase knipt het signaalpeptide
van de subunit af en laat de subunit naar buiten. Hier zorgt sortase ervoor dat de
pili-eiwitten samen een keten gaan vormen en in het membraan verankerd
worden. Sortase doet dat door te binden aan het LPXTG motief (zit aan de – kant
van de keten), hem af te knippen en hem covalent aan het vorige eiwit van de
keten te binden. Hierdoor ontstaat uiteindelijk een lange keten die die pilus gaat
vormen.
De locatie van de koppeling van de eiwitten hangt af van het type signaalpeptide.
Signaalpeptiden met het YSIRK/GS motief zullen de eiwitten tussen 2 aan elkaar
grenzende cellen plakken. Signaal peptiden zonder dit motief brengen eiwitten
naar de stukken celwand die niet aan ander celwanden grenzen koppelen.
Sommige S. Aureus kunnen zich uitspreiden over een agarplaat en anderen niet.
Dit is afhankelijk van of er wel of niet eiwitten tot expressie zijn gebracht die
kolonisatie mogelijk maken.
Een ander manier van voortbewegen is door actine filamenten te rekruteren.
Liseria monocytogenes doet dit bijvoorbeeld door met ActA te binden aan het
ARP complex dat actineketens verlengt aan de minus end. Ook shigella flexneri
en vaccinia virus hebben manieren om te binden aan ARP. Zij gebruiken geen
ActA, maar WIP en N-WASp, wat ze beiden op een andere manier vasthouden.
College 3 (1 sept) VMT
VMT = veilige microbiologische technieken
Biologische veiligheid bestaat uit:
- VMT
- Biologische inperking
- Fysische inperking
VMT:
Er komt niets ongecontroleerd in een sample, maar ook komt er niets uit!
Dit is ter bescherming van experiment, milieu, uzelf en anderen
LAI: laboratory acquired infections
Als anderen in een lab met een gevaarlijk virus werken en jij werkt ook in die
ruimte, dan moet jij je ook beschermen.
Belangrijkste oorzaken van LAI:
- prikken of snijden
- aerosolvorming
- onachtzaam werken
- onjuiste disinfectiemethode
- slechte opvolging van de voorschriften
De mate van verspreiding van micro-organismen is afhankelijk van hoe lang ze
kunnen leven in een bepaalde omgeving en de mate van hygiëne die je toepast.
Aerosolen: microdruppeltjes waarin bacterien en virussen kunnen worden
verspreid. Ze zweven door de lucht. In het lab worden ze gevormd door:
- uitblazen van pipetten
- morsen van culturen
- centrifugatie van open buisjes/cupjes
- gebruik van blenders
- vortexen van open buisjes/cupjes
- het open “ploppen” van cupjes. Gebruik dus een tissue er overeen!
- sonicatie (trillen)
- Schudden van vloeibare culturen
- Vriesdrogen van micro-organismen
De meeste verspreiding van de micro-organismen gaat via de handen. Je moet
dus goed je handen wassen en dan desinfecteren en geen dingen aanraken die
vies zijn, zoals je telefoon en je gezicht.
Het doden van micro-organismen:
- Sterilisatie. Iets is steriel als alle micro-organismen + sporen dood zijn en
de kans dat er nog 1 levend micro-organisme is minder is dan 1 op de
miljoen. Sterilisatie kan met autoclaveren, hete lucht, heet water onder
-
druk, verbranding, filtreren (bij bacterien) gamma straling en giftige
stoffen.
Autoclaveren moet met de juiste tijd en temperatuur! Sterilisatie van
schoon materiaal moet op 121 graden 15 minuten. Destructie van
biologisch afval duurt op 121 graden minstens 30 minuten! De
temperatuur komt heel nauw!
Desinfectie: Het vernietigen, remmen in groei of verwijdering van microorganismen zonder kwaliteitsstandaard. Bijvoorbeeld met
chlooroplossingen, jodium, heet water, 70% alcohol of SDS (voor
bacterien die tegen alcohol kunnen)
Voorschriften voor VMT (!):
- Je moet adequate training gehad hebben
- ramen en deuren gesloten houden
- lab is schoon en vrij van obstakels (geen stof tegen aerosolen, niet
struikelen)
- geen sieraden aan handen en polsen
- lang haar in een paardenstaart
- draag een gesloten labjas
- houd schoon en besmet materiaal gescheiden
- Bij besmetting direct desinfecteren
- Ernstige besmetting direct rapporteren aan de leidinggevende
- Biologisch afval verzamelen ter destructie
- Desinfecteer/steriliseer gebruikte instrumenten en glaswerk
- Dagelijkse desinfectie van de labtafels met 70% ethanol
- Handen desinfecteren voor het verlaten van het lab
- Alles goed registreren in je labjournaal
Verboden:
- eten, drinken, make-up op doen, bellen/smsen/appen/etc.
- Jassen en tassen op het lab
- Met de mond pipetteren
- Labjas buiten het lab dragen of meenemen
Voorkom:
- het ontstaan van aerosolen
- morsen of besmetting
- ongelukken (gebruik geen scherpe voorwerpen)
- het aanraken van je gezicht
- infectie (dek wondjes op handen af, desinfecteren)
Bij het laten vallen van een culture gebruik je de spill kit. Doordrenk
absorberende doeken met desinfectans en leg het 10 minuten op de spill.
Als je met humaan materiaal werkt, moet je er van uit gaan dat het besmet
materiaal is en dus heel voorzichtig zijn. Hetzelfde geld voor celculturen.
VMT basistechnieken:
-
-
Werk aseptisch. Gebruik een gasbrander op de ruisende blauwe vlam. In
een straal van 30 cm hieromheen kan er geen spul in je experiment vallen.
Doe puntjes dus ook dicht bij de vlam open. Hou dopjes van flesjes altijd
in de hand.
Reinstrijken. Met een uitgebrande öze ga je over een deel van een
agarplaat. Dan brand je weer, en doe je het opnieuw. Daarbij ga je een
beetje door de vorige strijk. Dat doe je dan nog een keer.
Biologische inperking:
Het micro-organisme waarmee gewerkt wordt heeft eigenschappen die de kans
op verspreiding beperken. Ze kunnen zich bijvoorbeeld niet repliceren. Een
bekende aangepaste stam is E. Coli K12. Deze kan zich niet vestigen in de darm
en het kan geen toxiden produceren. Ook gaat hij snel dood op een labtafel want
hij kan niet tegen droogte en hij heeft bepaalde nutriënten nodig.
Fysische inperking:
Microbiologische laboratoria:
ML-I: hier werk je met micro-organismen die geen ziekte kunnen veroorzaken
ML-II: Kunnen een milde ziekte veroorzaken, maar het is onwaarschijnlijk dat
het zich over de bevolking verspreid. Er is een behandeling beschikbaar.
ML-III: Kan een ernstige ziekte veroorzaken, het verspreidt zich waarschijnlijk
over de bevolking en er is een medicijn voor
ML-IV: kan een hele ernstige ziekte veroorzaken die zich waarschijnlijk
verspreidt over de bevolking en er is geen medicijn voor
Vanaf ML-II staat dit biorisico teken op de deur ->
GGO: genetisch gemodificeerd organisme. Een organisme dat je zelf aanpast is
een GGO, maar een organisme dat zelf spontaan verandert is geen GGO.
Om te mogen werken met GGO heb je als organisatie, bijvoorbeeld de RUG, een
speciale vergunning nodig van het VROM. De RUG is dus de vergunninghouder.
De biologische veiligheidsfunctionaris (BVF) houdt toezicht en geeft advies. Hij is
de verantwoordelijke als vergunninghouder. Verantwoordelijke medewerkers
(VM) hebben de vergunning op hun naam staan en werken volgens de
vergunning.
Als je wil werken met GGO moeten de labs aan alle eisen voldoen, moet je
werken volgens minimaal VMT, moet je iedereen registreren die ermee werkt en
moeten deze mensen ook genoeg getraind zijn. Je hebt VMT verplicht nodig om
in ML-I te mogen werken.
College 4 (4 sept)
Onder de Archaea zijn tot nu toe geen ziekteverwekkers bekend.
De meeste microbiota doen niks, tenzij je immuunsysteem sterk verzwakt is. Het
grootste deel van de microbiota is dus goed, maar er is ook een deel kwaad.
Overdracht van bacteriële pathogenen:
- Speeksel (en aerosolen)
- Bloed(transfusies)
- Trauma
- Huid-op-huid contact
- Genitale secreties
- Ontlasting, leidt bijvoorbeeld tot vervuild drinkwater (fecal-oral route)
- Vectoren zoals muggen
Als de rattenvlo besmet is met yersinia pestis, worden zijn darmen gevuld met
bacteriën. Hierdoor raakt hij verstopt, dus spuugt hij die bacterien uit wanneer
hij een gastheer (rat, kan ook mens zijn) bijt.
Postulaten van Koch:
Hoe toon je aan dat een bepaald micro-organisme een bepaalde ziekte
veroorzaakt?
- het micro-organisme komt bij alle mensen die de ziekte hebben voor.
- het micro-organisme kan uit de ziekte worden geïsoleerd en rein
gekweekt worden.
- Een gevoelige gastheer moet met deze reinkweek geïnfecteerd kunnen
worden en dezelfde ziekteverschijnselen veroorzaken.
- Uit deze gastheer moet hetzelfde micro-organisme weer geïsoleerd
kunnen worden.
Als je deze hele cyclus door kan lopen, kun je bevestigen dat het microorganisme de ziekte veroorzaakt. Toch wil dat nog niet zeggen dat iedereen dat
gelooft (Zoals dat heliobacter maagzweren veroorzaakt. Vroeger geloofde men
dat niet).
3 hoofdbarrières tegen infectie:
- Natuurlijke barrières
o Bijvoorbeeld huid, slijmvlies, trilhaarepitheel, maagzuur, gal,
spijsverteringsenzymen en competerende darmflora.
- Aangeboren immuunsysteem, antigen-nonspecifieke immuunreacties.
o Snelle, lokale respons
- Verworven immuunsysteem: Antigen-specifieke immuunreacties.
De huid:
De huid is droog (belangrijk!) en zuur, bevat moeilijk afbreekbare keratine en
toxische vetzuren. Ook is er erosie van de huid, wat bacterien verwijdert. Op de
huid bevinden zich normale microbiota, die competitie aangaan met vreemde
microbiota. Ten slotte bevinden er zich antimicrobiële peptides op de huid
(defensines).
Wateractiviteit (AW) = RH(relatieve vochtigheid)/100. Hoe lager de RH, hoe
minder goed bacterien nog kunnen leven. E. Coli en B. Subtilis gaan al bij een nog
vrij hoge vochtigheid dood. S. Aureus, S. Epidermidis 35984 en S. Epidermidis
12228 kunnen bij veel lagere vochtigheid nog leven.
Bij te lage vochtigheid gaan de bacterien sporen vormen. Deze hebben een hele
dikke celwand. Bij S. Epidermidis 35984 wordt de celwand steeds dikker
naarmate de RH afneemt. Vancomycine is een antibioticum dat aan celwanden
bindt en ze kapot maakt. Bij een lage vochtigheid zijn de bacterien veel
resistenter voor deze antibiotica dan bij een hoge vochtigheid.
Als de huid langdurig slecht functioneert, bijvoorbeeld bij de aangeboren ziekte
epidermolysis bullosa (EB), is de huid een slechte barrière. In het geval van EB
scheiden de huidlagen zich en heb je dus constant een open huid.
- EB Simplex (EBS): Cel lysis in de epidermis
- Juncitional EB (JEB): Scheiding van de huidlagen in de lamina lucida
- Dystrophic EB (DEB): cel lysis onder de basement membrane van de
dermis
Deze patiënten gaan bijna nooit dood aan infecties, ondanks dat ze veel vaker S.
Aureus op hun lichaam hebben dan controles. Mensen met EB hebben ook
meerdere typen S. Aureus in hun wonden, bij chronische EB nog meer dan bij
niet-chronische EB.
Een andere huidaandoening is Buruli ulcer, een infectieziekte. Hierbij heb je
grote open wonden. In deze wonden zit ook S. Aureus, ook verschillende typen.
De diversiteit is wel wat minder dan bij EB.
Antibiotica hebben in eerste instantie een averechts effect. Waarschijnlijk omdat
S. Aureus vrij baan krijgt doordat andere bacteriën gedood worden.
Slijmvlies
Slijmvliezen bevatten lysozym, dat peptidoglycaan van bacterien afbreekt. Ook
bevatten ze lactoferrine (Fe-limitatie), IgA (immunoglobulines) en
antimicrobiële peptides (defensines)
In de darmen worden in de crypten antimicrobiële peptides geproduceerd.
Het immuunsysteem: C3b bindt aan het oppervlak van binnendringende
bacteriën. Hierdoor vindt er opsonisatie plaats. Ook IgG zorgt voor opsonisatie.
EB patiënten hebben een hogere IgG immuunrespons tegen S. Aureus dan
gezonde personen. De patiënten die door meerdere typen S. Aureus besmet zijn,
hebben een grotere immuunrespons dan mensen die maar door 1 type S. Aureus
besmet zijn.
Om bacteriën op te ruimen, is fagocytose nodig. De bacterie is geopsoniseerd met
IgG en C3b en hierdoor herkennen IgG-receptoren en C3b-receptoren van
fagocyten de bacterie. Ze nemen de bacterie op door pseudopods om de bacterie
heen te vormen en hem zo in de cel op te nemen. De cel zit dan in het endosoom,
dat gevuld wordt met giftig stoffen. Dit gebeurt doordat NADPH zorgt voor
stimulatie van oxidase. Hierdoor zal de bacterie dood gaan en de restantjes
worden uit de fagocyt gegooid.
College 5 (4 sept)
Virulentiegenen in plasmiden coderen vaak voor toxines, bijvoorbeeld CTX voor
cholera toxine bij Vibrio cholerae. Een ander voorbeeld is botulisme toxine
(botox). Ook hebben ze vaak de functie van kolonisatie. Bijvoorbeeld VPI bij
vibrio cholerae.
Er is een grote heterogeniteit in de secretomen van S. Aureus. Het secretoom is
het reservoir van virulentiefactoren. Het constante secretoom heeft sec-type 60
met lipoprotein 38. Dit is het standaard arsenaal van S. Auresu. Het variable
secretoom heeft sec-type 46 en lipoprotein 30. Deze S. Aureus heeft specifieke
gadgets. Doordat er zo veel variatie is, is de populatie vrij robuust. S. Aureus doet
aan hemolyse, oftewel, het breekt bloed af met bepaalde S. Aureus toxines. αhemolyse geeft een aureool rond de kolonie. Niet elk type S. Aureus kan dit.
Exotoxines: Secreten die uitgescheiden worden. Het gaat hierbij om degradatieve
enzymen en cytotoxische eiwitten.
Endotoxines: lipopolysaccariden (LPS uit de outer membrane van gram negatieve
bacterien). LPS bindt via een LPS binding protein aan CD14. Deze activeert een
toll-like receptor 4. Hierdoor gaan celprocessen aan, wat leidt tot transscriptie
van bepaalde targetgenen en wat uiteindelijk een ontstekingsreactie opwekt in
de cel door NF-κB.
Superantigenen
- Maken contact tussen antigen presenterende MHC-II cellen en Thelpercellen. Ze kunnen 5-20% van de T cellen activeren. Hierdoor
ontstaat een excessieve release van cytokines, wat een toxische shock kan
veroorzaken.
- Ze kunnen zelf ook een “gewoon” antigen zijn. Ze worden dan door een
antigen presenterende cel gepresenteerd en er worden dan antilichamen
tegen ze gevormd.
S. Aureus wil niet opgenomen worden door macrofagen. Om dit te voorkomen
heeft hij proteïne A. Dit bindt immunoglobinen (IgG) die verkeerd om komen te
zitten. Hierdoor is S. Aureus voor een deel beschermd tegen macrofagen.
Het binnengaan van de cel:
Zipper mechanisme: gram positieve bacterien hebben adhesine op hun celwand.
Receptoren op de gastheer voor adhesine binden en sluiten de bacterie zo in
door met actine een flap rondom de bacterie te slaan.
Trigger mechanisme: gram negatieve bacterien injecteren virulentiefactoren in
de gastheer met type III secretiesystemen. Hierdoor wordt het cytoskelet van de
hostcel veranderd en wordt de bacterie opgenomen.
Als de bacterie binnen is, zit het in een fagosoom en wordt het later gelyseerd
doordat een endosoom met het fagosoom versmelt en een lysosoom vormt. Ze
proberen hier dus uit te ontsnappen, want er zitten allemaal gevaarlijke stoffen
in de lysosomen en het is er erg zuur (pH = 5) doordat er steeds H+ ingepompt
wordt via een ATP afhankelijke protonenpomp.
Ontsnappen aan fagocytose:
- Uit de fagosoom breken, bijv. Listeria, Mycobacterium en Shigella
- Erin blijven zitten en voorkomen dat ze fuseren met het lysosoom, bijv.
Legionella
- Zorgen voor fusie met lysosomen en zo een fagolysosoom vormen, bijv.
Coxiella
Listeria:
De bacterie word opgenomen door het zipper mechanisme. Ze komen dan in een
fagosoom terecht. Als de bacterien willen ontsnappen uit het fagosoom doen ze
dat door hemolysine te maken. Dit maakt gaatjes in de fagosoom. Vervolgens
wordt hemolysine snel weer afgebroken door een proteasoom voordat het
membraan van de gastheercel kapot gaat. Listeria is dan de cel binnengekomen
en kan zich gaan repliceren.
Met kinome profiling kun je de effecten van virulentiefactoren op gastheercellen
analyseren. Een kinase fosforyleert een tyrosine en deze gefosforyleerde
tyrosines kunnen zichtbaar gemaakt worden.
College 6 (4 sept)
Aeroob: zuurstof is de terminale elektron acceptor. Ze hebben enzymen om
toxische zuurstof radicalen te verwerken. Veel bacterien en bijna alle schimmels
zijn aeroob.
Anaeroob: de elektron acceptor is sulfaat, nitraat, CO2/HCO3- of afwezig. Zuurstof
is in kleine concentraties niet toxisch, maar ze gebruiken het niet.
Indeling (!)
1) Obligaat aeroob: Hebben per se zuurstof nodig en gaan dood bij een
zuurstofgehalte lager dan de atmosferische zuurstof.
2) Aeroob: hebben zuurstof nodig, maar kunnen ook leven in een omgeving
met minder zuurstof dan de atmosferische zuurstof. In dat geval vormen
ze sporen of kapselen ze zich in.
3) Facultatief aeroob: bacterien en gisten die zuurstof gebruiken als het er is
en daarmee 38 ATP van glucose maken, maar die ook zonder zuurstof
ATP kunnen maken door fermentatie. Het levert dan wel veel minder ATP
op.
4) Microaerofiel: kunnen alleen leven in een omgeving met heel weinig
zuurstof, namelijk 1/20 van de normale hoeveelheid.
5) Aerotolerant: geen zuurstof nodig om te leven, maar voor de groei is het
wel nuttig.
6) Anaeroob: Zuurstof is in lage concentraties niet toxisch, maar de zuurstof
wordt niet benut.
7) Obligaat anaeroob: Zelfs het kleinste beetje zuurstof is dodelijk. Ze
vormen vit B12 en K en ze spelen een actieve rol bij de afbraak van
galzouten en cholesterol.
Metabolisme:
Bij het metabolisme worden eerst de eiwitten, polysaccharides en vetten
afgebroken tot aminozuren, glucose en vetzuren/glycerol. Hierbij komt energie
vrij. Dit gebeurt via de substrate-level phosphorylation (glycolyse) en oxidative
phospholylation. Deze processen vinden bij eukaryote cellen allemaal plaats
binnen de cel. De glycolyse gebeurt in het cytoplasma, de andere processen in de
matrix. Bacteriën hebben een vergelijkbaar metabolisme, maar bij bacteriecellen
vinden alle processen in het cytoplasma plaats.
Glycolyse:
In:
Glucose en 2 ATP
Uit: 2 NADH, 4 ATP en 2 pyruvaat
Pyruvaat dehydrogenase:
In:
2 pyruvaat
Uit: 2 CO2 + 2 NADH + 2 acetyl CoA
Citroenzuurcyclus:
In:
2 acetyl CoA
Uit: 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP, 4 CO2
Oxidatieve fosforylering:
In:
36 NADH + 18 O2 + 36 ADP
Uit: 36 NAD+ + 9 H2O + 36 ATP
Bij de oxidatieve fosforylering is er een elektronen transport keten in het
binnenste mitochondriële membraan (!). Er worden protonen naar de
intramembrane space gepompt Er gaan ook elektronen mee die gemaakt worden
in het NADH dehydrogenase complex. Deze electronen worden vervolgens via
cytochrome C weer teruggepompt naar de matrix. Er is dus een elektronen
transport keten. Er gaan wel nog steeds protonen naar de intramembrane space,
waardoor er een gradiënt ontstaat. (Proton motive force) Hieruit kan energie
gewonnen worden met ATPase. Hierbij worden ook bepaalde afvalproducten
opgeruimd. ATPase is een enzym dat bestaat uit alfa en beta subunits en dat ADP
kan fosforyleren. De gevormde ATP komt in de matrix terecht.
Een membraan is permeabel voor hydrofobe moleculen en kleine ongeladen
moleculen. Grote ongeladen moleculen en ionen kunnen er niet rechtstreeks
door. Opname hiervan gaat via channel proteins en carrier proteins. Transport
via carrier proteins tegen de gradiënt in, is actief transport waar energie voor
nodig is.
Bij de secretie van eiwitten door bacterien komt de energie uit ATP en protonmotive force. Flagellen bewegen ook door proton motive force.
De uiteindelijke opbrengst van het metabolisme per glucosemolecuul onder
aerobe omstandigheden is 38 ATP. Anaeroob is de opbrengst maar 2 ATP.
Anaerobe organismen hebben dus veel minder ATP tot hun beschikking. Ze
gebruiken fermentatie van pyruvaat, waarbij bijvoorbeeld ethanol en melkzuur
ontstaan. Dit gebeurt bij het omzetten van NADH naar NAD+ voor de vorming van
melkzuur. Bij de vorming van alcohol gebeurt het zelfde, maar is er eerst nog een
decarboxilatiestap waarijb 1 CO2 weggaat.
Bacteriën kunnen van pyruvaat ook propionaat maken. Als pyruvaat is omgezet
in acetyl CoA, kan hiervan butyraat en acetaat gemaakt worden.
Er zijn nog meer vormen van fermentatie. Bij methanogene fermentatie komt
bijvoorbeeld methaan vrij.
Van het fermentatieproces wordt gebruik gemaakt bij de productie van onder
andere kaas, wijn, bier en azijn.
Fermenterende bacterien vormen in de darm een soort biofilm.
In de darmen wordt glucose + acetaat (= een restproduct van de fermentatie)
omgezet in butyraat. Van butyraat kan weer ATP gemaakt worden. De
belangrijkste eindproducten van de fermenterende bacterien zijn acetaat,
propionaat en butyraat.
Groei van F. Prausnitzii:
Dit is een strict anaerobe bacterie. In de darmen is een zuurstof gradiënt. In de
colonocyten is vrij veel zuurstof, maar hoe meer je richting lumen gaat, hoe
minder zuurstof. F. Prausnitzii zou je dus verwachten in het lumen van de darm.
Dit is niet het geval, want F. Prausnitzii groeit in de transitiezone van zuurstofrijk
naar zuurstofarm.
De reden hiervoor is dat de bacterie elektronen doneert aan geoxideerde Flavine
(vit. B2). Vervolgens gaat buiten de bacterie zuurstof gebruikt worden en
omgezet worden in water. De bacterie zelf heeft hier dus eigenlijk niet zo veel
mee te maken. Je kan van F. Prausnitzii ook een batterij maken. Dat doe je door
de bacteriën ribioflavine te laten reduceren, wat voor een toename in het aantal
elektronen zorgt. In de andere helft laat je ijzer juist elektronen opnemen. Er
onstaat hierdoor een spanningsverschil over de 2 compartimenten.
College 7 (4 sept)
Uit de API test kun je een code krijgen die de bacterie specificeert.
Blauw wordt geel door zuurvorming. Dus als het geel is, heeft er een reactie
plaatsgevonden. Het zuur ontstaat doordat de bacteriën koolhydraten omzetten
met als eindproducten zuren. (!)
ONPG test: Door beta-galctosidase kunnen bacterien lactose afbreken. Deze
bacterien kunnen dus leven in melk. ONPG wordt door beta-galactosidase
omgezet in galactose en orthonitrofenol. Dit laatste heeft weer een bepaalde
kleur (oranje?).
Gelatinase kijkt of de bacterie gelatine af kan breken en dus protease heeft. Zo
zijn er nog een aantal testjes.
Biofilm: Cellen die onomkeerbaar vast zitten aan een substraat of aan elkaar. Ze
zijn ingebed in een matrix van extracellulaire polymeric substance (EPS) die ze
hebben gemaakt, een soort slijmlaag. Ze hebben een ander fenotype dan
wanneer ze gewoon in een oplossing rond zouden zwemmen.
Levenscyclus van een biofilm:
Individuele cellen populeren een opppervlak. Ze gaan EPS maken en ze komen
onomkeerkeerbaar vast te zitten. De architectuur van de biofilm ontwikkelt zich
en de film wordt volwassen. Vervolgens worden losse cellen afgegeven uit de
biofilm.
Een biofilm kun je op verschillende manieren bestuderen. Je kan bijvoorbeeld
een SEM of TEM gebruiken, je kan confocal laser scanning microscopy gebruiken,
je kan de film uitplaten en je kan metabole assays doen van het DNA of RNA.
Om een biofilm zichtbaar te maken kun je fluorescentie gebruiken. Dit kun je
onder andere doen door staining, FISH of een GFP label. Dit label kan aan de
promotor (maakt de expressie van genen zichtbaar) aan een eiwit (maakt de
localization zichtbaar) en constitutive (voor cellulaire visualisatie) gepaatst
worden.
Biofilms komen overal in het lichaam voor. De meest zichtbare is de dentale
biofilm, maar ze zitten ook in bijvoorbeeld de darmen en nieren en ze kunnen
ook ontstaan bij protheses.
Model van Kolenbrander: Een biofilm heeft een structuur. Streptococcen groeien
onderop en hoe hoger je komt, hoe aerober de bacterien zijn. In bijvoorbeeld de
biofilm van een tand kunnen heel veel verschillende soorten bacterien en
schimmels leven. De biofilm kan ook een bepaalde vorm hebben zoals lange
banen of clusters. Dit hangt af van de soorten in de biofilm.
Een biofilm is bestand tegen ontsteking. Op het grensvlak tussen de biofilm en de
puslaag met ontstekingscellen is een soort oorlogsvoering, maar er is niet echt 1
laag die wint.
Antibiotica werken erg slecht tegen een biofilm. De film is te dik en sterk en de
slijmlaag is te dik, dus de antibiotica kunnen niet doordringen. (Passief)
Bovendien is het metabolisme in een biofilm erg traag. (Passief) Ook werken de
bacterien samen waardoor ze heel snel de antibiotica kapot kunnen maken en af
kunnen voeren. Dit gebeurt door activatie van een general stress respons.
(Actief). Ten slotte hebben bacteriën in een biofilm een specifiek fenotype dat ze
tegen normale medicijnen tegen deze soorten beschermt. (Actief)
Het verwijderen van een biofilm is het makkelijkst door specifiek op de bacterien
aan te grijpen. Dit kan door op de genen te targetten die specifiek actief zijn bij
een biofilm, maar niet bij de losse bacterien.
Quorum sensing: een bacterie zet bepaalde genen pas aan als hij merkt dat hij
met heel veel andere bacterien is. De signaalmoleculen die hier voor zorgen zijn
de homoserine lactones. Een voorbeeld van een verandering is de omzetting van
de aanmaak van flagellen naar pili.
Psuedomonas aeruginosa quorum sensing syteem: Een bacterie produceert altijd
een bepaald stofje, maar als er heel veel van zijn, gaat hij daarnaast ook een
ander stofje maken. Als dit gebeurt, gaan er virulentiegenen aan en worden de
bacteriën virulent.
Op de tong zitten zowel aerobe als anaerobe bacterien. Halitose is een ziekte
waarbij je een hele vieze adem hebt. Een van de oorzaken kan zijn dat de
bacterien op je tong, die tussen de tong palillae een biofilm hebben gevormd,
zwavelstofjes produceren. (VSC’s) Dit doen de anaerobe bacteriën die onder in
de biofilm zitten. Door deze bacterien te doden of de geurstoffen te verwijderen,
kun je hier wat aan doen.
College 8 (4 sept)
-
Strict pathogeen: Altijd een probleem! (Bijv. vibrio cholerae)
Opportunistisch: Hoort bij ons, maar veroorzaakt ziekte bij een verlaagde
afweer. (Bijv. S. Aureus)
Commensaal: Hoort bij ons en kan ons helpen gezond te blijven. (Bijv.
bifidobacterium longum)
Als je bacterien wil detecteren kun je ze kweken, specifiek kleuren of zichtbaar
maken met DNA technieken. Metaproteomics en metatranscriptomics zijn de
nieuwste DNA technieken. Hierbij isoleer je een bacteriesoort, isoleer je het DNA,
en ga je het RNA van dit DNA en de gevormde eiwitten onderzoeken.
Het is belangrijk om een goede darm-mircobiota te hebben. Ze produceren
namelijk vitamines, verteren ons eten, geven kolonisatieresistentie, ze
deconjugeren gal, ze ondersteunen het immuunsysteem en ze detoxificeren. Een
gebalanceerd dieet zorgt voor een goede darm-microbiota.
We hebben vooral veel bacteroides, feacalibacteria en bifidobacteria. Vrijwel alle
bacteriën in de darmen zijn strikte anaeroben, op een paar uitzonderingen na die
aerotolerant zijn. Er zijn ongeveer 57 soorten veelvoorkomende darmbacterën.
Mensen hebben ten minste 3 typen darmmicrobiota: De bacteroides, prevotella
en ruminococcus. Een dieet dat heel vezelrijk is wordt gekenmerkt door
prevotella, een eiwit en vlees gebaseerd dieet leidt tot een door bacteroides
gedomineerde darmflora. Dieet heeft dus een invloed!
De mucosale barrière van de darm beschermt ons tegen darmbacteriën en laat
voedingsstoffen door. Als de barrière te lek is, kun je auto-immuunziekten
krijgen, bijvoorbeeld bij glutenallergie, de ziekte van Crohn, diabetes type 1 en
atopisch eczeem.
Bij de ziekte van Crohn zijn er veel E. Coli en weinig butyraat-producerende
Faecalibacteria.
Clostridium difficile: Bacterie die allerlei toxines kan produceren en daardoor
diarree veroorzaakt. De aantallen worden gereguleerd door andere anaerobe
bacterien, maar als je antibiotica gebruikt, kan C. Difficile uitgroeien en blijvende
terugkerende infecties in de darm veroorzaken. Het eten van andermans
darmbacterien (fecal transplant) helpt om dit te genezen. Antibiotica werken
vaak niet.
Bij de geboorte is het maag-darm kanaal nog helemaal steriel. Baby’s beginnen
met de microbiota van de moeder (en omgeving), bijvoorbeeld door
borstvoeding te krijgen. Bifidobacteriën zijn dan dominant. Wanneer ze vast
voedsel gaan eten, wordt de mircobiota meer divers. Na 2 jaar lijkt de microbiota
op die van een volwassene.
Diabetes, een auto-immuunziekte neemt toe in hoogontwikkelde landen.
Genetische factoren en omgevingsfactoren zijn betrokken. Het lijkt erop dat
mensen met diabetes type 1 meer bacteriodetes hebben en minder firmcutes,
maar hier wordt nog veel onderzoek naar gedaan. Ook is het zo dat rijke landen
een minder diverse darmflora hebben.
Dikke mensen hebben een andere darmflora dan slanke mensen. De
samenstelling van de microbiota lijkt te bepalen of je dik wordt of niet. Een
slanke muis wordt namelijk dik als hij de microbiota van een dikke muis krijgt.
Een bacterietransplantatie zou dus kunnen helpen tegen overgewicht.
Prebiotica:
Voedsel voor goede bacterien in de darm. Vaak zijn dit niet-verteerbare
koolhydraten, bijvoorbeeld inuline, cellulose of pectine. Inuline komt onder
ander voor in chicorywortels en asperges. Goede bacteriën in de darm kunnen
inuline fermenteren.
Probiotica:
Levende goede bacteriën die de bacteriebalans in de darmen verbeteren. Samen
heten ze synbiotica.
Het eten van synbiotica (inuline + B. Essensis) heeft effect op het aantal
bifidobacterien en B. Essensis in fecale samples. Zodra je stopt met het eten
ervan, gaat het echter meteen weer terug naar de baselinehoeveelheden.
College 9 (5 sept)
Antibiotica zijn afkomstig uit bodemorganismen.
Organismen maken de antibiotica, maar moeten hier zelf ook tegen bestand zijn
(resistent). Ze hebben dus ook genen die coderen voor resistentie. Die genen
kunnen tussen soorten organismen worden overgedragen. Hierdoor ontstaat er
snel antibioticaresistentie. Nog een probleem: Er is maar een beperkt aantal
groepen antibiotica klinisch te gebruiken.
Targets van antibiotica in bacterien:
- Polymyxines op het kernmembraan (veel bijwerkingen)
-
Penicillines, cefalosporinen en vancomycine op de celwand (met een pil in
te nemen)
Quinolonen op het DNA. Hierdoor ontstaat mutagenese, dus veel
resistentie.
Tetracycline, erytromycine, streptomycine en chlooramfenicol op
ribosomen.
Rifampicine op de transcriptie
Trimethoprim en sulfonamiden op het metabolisme
Targets van antibiotica in gisten en schimmels:
- alfa-amanitin op de transscriptie in de kern
- cycloheximide op het afschrijven van het RNA in het cytosol
- Acridines of ethidium op de transscriptie in de mitochondriën
- Chloramphenicol, erythromycine en tetracycline op het afschrijven van
het RNA in de mitochondrien.
- Antibiotica tegen de celwand
- Antibiotica tegen het celmembraan
- Antibiotica tegen kerndeling
- Antibiotica tegen nucleïnezuur formatie.
Al die antibiotica kunnen bijwerkingen hebben doordat er overeenkomsten zijn
tussen bacteriële cellen en eukaryote cellen op het gebied van de mitochondriën.
Mitochondriën bevatten ook DNA en de processen lijken heel erg op bacteriële
transcriptie en translatie. Ondanks dat de antibiotica aangrijpen op onze eigen
cellen, heb je er relatief weinig last van, omdat ze moeilijk worden opgenomen in
de cellen van de gastheer.
MRSA’s zitten intracellulair en zijn dus relatief goed beschermd tegen antibiotica.
Ook is het metabolisme van MRSA laag, wat ze minder vatbaar maakt. MRSA is de
meest resistente bacterie die er is. Vooral in het middellandse zee gebied en
groot Brittannië is veel MRSA resistentie. Buiten Europa is het vooral een
probleem in Australië, Zuid-Afrika, zuid Amerika en de VS. Het is vooral in
westerse landen een probleem.
Schimmels en gisten hebben veel minder last van antibiotica. Dit is met name een
probleem bij AIDS- of transplantatie patiënten.
De 4 mechanismen waarop resistentie optreedt:
A) Afbraak van het antibioticum door de bacteriën. Bijv. penicilline komt
binnen door het outer membrane, maar voordat het op het inner
membrane aan zijn receptor kan binden, wordt het opgeruimd door
penicillinase.
B) De target van het antibioticum verandert. Het antibioticum kan niet meer
goed binden en werkt slechter.
C) Inhibitie van de opname van het antibioticum. De porines waardoor het
antibioticum door het buitenmembraan heen moet gaan, zijn
geblokkeerd. Dit is een probleem bij antibiotica die in de cel actief zijn.
D) Extrusie: H+ (proton motive force) of ATP afhankelijke pompen op het
membraan die bacteriën tot hun beschikking hebben om stoffen de cel uit
te werken worden gebruikt om de antibiotica de cel uit te pompen. Er zijn
heel veel van dit soort pompen.
Biofilms zijn resistent tegen antibiotica.
Resistentie treedt onder andere op door onnodig gebruik van antibiotica,
patiënten die de therapie niet afmaken, niet specifiek genoege antibiotica en het
gebruik van antibiotica in de veehouderij. Ook denken veel artsen dat oude
antibiotica nog wel werken.
Mechanismen waarop penicillineresistentie is ontstaan:
1) Een gram negatieve bacterie zoals E. coli heeft een buitenmembraan en
een binnenmembraan en daartussenin de celwand. Die celwand wordt
aangemaakt door penicilline binding proteins. PBP. Als peniciline hieraan
bindt, kan PBP geen celwand meer aanmaken en is er geen osmotische
stabiliteit meer. Penicilline moet daarvoor wel binnenkomen via porines,
dus als porine ontbreekt kan penicilline niet meer in de cel komen.
2) Beta-lactamase knipt in een beta-lactam ring. Dan krijg je penicillinezuur
dat niet meer aan PBP kan binden.
3) mutaties bij PBP kunnen ook resistentie veroorzaken. Deze doen het
minder goed, maar penicilline kan geen invloed hebben. Alleen in het
voordeel als er penicilline aanwezig is. Stoppen met toedienen antibiotica
is de enige manier om resistentie tegen te gaan. In MRSA is geen
buitenmembraan, dus de resistentie is volledig veroorzaakt door een
mutant PBP
4) Biofilmvorming. Dit is een probleem bij implantaten.
Langdurig gebruik van antibiotica kan zorgen voor een verandering van de
microbiota.
3 overdrachtsmechanismen van genetische informatie:
1. Transformatie: Opname van DNA of plasmides. Beiden kunnen
resistentiegenen bevatten. DNA fragmenten worden in het chromosoom
ingebouwd. Plasmideoverdracht komt meer voor.
2. Conjugatie: Er is fysiek contact tussen verschillende bacteriën (binnen
soorten en verschillende soorten). Daarbij wordt DNA via een pilus
overgedragen van de een naar de ander. Meestal zijn dit conjugatieve
plasmides met resistentiegenen.
3. Transductie: Bacteriofagen infecteren een bacteriecel. De bacterie gaat
daardoor nieuwe fagen produceren. Het inpakken van faag DNA loopt niet
helemaal foutloos, want vaak wordt ook plasmide DNA ingepakt,
bijvoorbeeld een resistentie gen. Er is een receptor nodig voor de binding
van bacteriofagen. Komt veel voor bij Staphylococcus
Er worden weinig nieuwe antibiotica ontwikkeld. Het is te duur en er zijn er al
veel te veel. Het ontwikkelen van andere medicijnen is lucratiever. Er worden
nog wel nieuwe antibioticatargets gevonden, bijvoorbeeld coördinatensystemen
in bacteriën. Er wordt ook gekeken naar de mogelijkheid om B-cellen te doneren
aan mensen met epidermolysis bullosa. Ten slotte wordt er ook gekeken naar
passieve immuuntherapie met IgG antilichamen tegen S. Aureus bij EB. Hierbij
wordt S. Aureus geopsoniseerd of worden de toxines geneutraliseerd.
Zichtbaar maken van de infectie:
Kijken of er een biofilm is ontstaan. S. aureus heeft een dikkere celwand dan E.
coli. Vancomycine kan dus beter de E. coli wand bereiken dan die van
stafylokokken. Je moet kijken of het een stafylokokkeninfectie is of een steriele
ontsteking (afweerreactie) is, want die moeten verschillend behandeld worden.
College 10 (5 sept)
Exotoxines: stoffen die een toxisch effect hebben op menselijke cellen. In dit
geval van gastrointestinale infecties in het maag/darm kanaal.
Bacterien worden gescheiden van het epitheel door een mucuslaag.
Bij gastrointestinale infecties ontstaat diarree. Dit is een van de grootste
veroorzakers van dood bij kinderen (2 biljoen mensen, 1,5 miljoen kinderen),
terwijl het goed te voorkomen en goed te genezen is.
Een infectie kan ontstaan door protozoa, bacterien en virussen.
Er zijn verschillende types infecties.
- Bacterien kunnen aan het epitheel binden en toxines afgeven. Dit leidt tot
vloeistofverlies en dus tot diarree. (Vibrio cholerae)
- Bacterien kunnen het darmepitheel binnendringen en de epitheelcellen
doden. Dit veroorzaakt ook diarree. (Shigella)
- Bacterien kunnen de wand van de darmen binnendringen en de weefsels
onder het epitheel aantasten. (Salmonella, Hepatitis A)
Alle soorten bacteriën die gastro-intestinale infecties kunnen veroorzaken
hebben een andere incubatietijd. Dit varieert van een paar minuten (B. Cereus)
tot ene paar uur (Salmonella, S. Aureus) tot een paar dagen (Shigella, V.
Cholerae). Ook verschilt het hoe lang je ergens ziek van kan zijn. Meestal duurt
dit een paar dagen. Cholera en Shigella zorgen voor veel diarree, B. Creus en S.
Aureus zorgen voor veel overgeven en Campylobacter spp. Zorgt voor veel
buikpijn en koorts.
Het voorkomen van cholera is afhankelijk van de beschikbaarheid van schoon
drinkwater. Cholera kan binden aan plankton, dus veel cholera als er plankton
groeit. Verspreiding gaat fecaal-oraal.
Cholera:
Als cholera wordt opgenomen via de mond, is er heel veel van nodig om ziek te
worden, omdat het slecht tegen (maag)zuur kan. Als ze overleven,
vermenigvuldigen ze zich en maken ze een toxine dat voor ernstig
vloeistofverlies zorgt, zonder het darmepitheel te beschadigen. Als je een
ernstige infectie hebt, is je ontlasting als rijstwater. Er zitten geen rode- of witte
bloedcellen in de ontlasting. Ook krijg je dan last van hypovolaemic shock en
overgeven en onbehandeld gaat 50% eraan dood.
Antibiotica toedienen heeft geen zin, omdat het ook weer verloren gaat door de
diarree. Het kan wel intraveneus toegediend worden.
In 1854 gingen 600 mensen dood aan cholera in Soho, Londen. De oorzaak was
vervuild drinkwater. In 2001 gebeurde dit opnieuw.
Het toxine zorgt ervoor dat adenylaatcyclase wordt aangeschakeld. Cyclisch AMP
wordt geproduceerd en waterkanalen in het membraan gaan open. Hierdoor
verlies je water en gaan je elektrolyten ook mee. Je loopt dus als het ware
helemaal leeg.
Als behandeling moet goed gerehydrateerd worden. Bij ernstige cholera moet
intraveneus antibiotica toegediend worden. Met schoon water kan cholera
voorkomen worden. De plankton moet er bijvoorbeeld uitgefilterd worden, want
cholera bindt zich vast aan plankton. Bij een hoge watertemperatuur is er een
grotere kans op planktongroei en dus ook op een cholera uitbraak.
Ook vaccinatie helpt. De vaccinaties werken alleen niet zo lang en ook lang niet
bij iedereen.
College 11 (5 sept)
In het deel onder de stembanden, het lower respiratory tract, zul je geen
pathogenen aantreffen. Wel zijn er bacteriën in de longen, maar dit zijn geen
ziekteverwekkers. Boven de stembanden bevinden zich wel veel (potentiele)
pathogenen. Dit zijn bijvoorbeeld S. Epidermis en allerlei soorten straptococcen,
maar ook myobacteria en lactobacillus.
Bacteriële respiratory infecties:
- Upper respiratory tract: Verkoudheid, sinusitis en otitis media
- Lower respiratory tract: Bronchitis, pneumonia, leionnaire disease en
tuberculose.
De overdracht van deze pathogenen gaat via aerosolen (micro-druppeltjes)
waarin bacteriën zitten en via het speeksel.
In de mucus worden deeltjes gevangen. Met lysosym (breekt celwanden af),
lactoferrine (Fe-eliminatie), secretory IgA en antimicrobiële peptiden in de
mucus worden de pathogenen gedood. De mucuslaag van de longen wordt
continu getransponeerd naar boven toe. De partikels die gevangen worden in de
mucus worden daardoor afgevoerd. Het trilhaarepitheel zorgt voor een stroom
vanuit de longen naar de mondholte. De slijm die omhoog komt slik je vervolgens
gewoon in. Het trilhaarepitheel bevat cilium, de trilharen zelf. Op deze trilharen
zitten weer ketens van suikers en eiwitten.
Achter de epitheellaag zit een beschermingslaag met macrofagen, T-cellen,
dendritische cellen en plasmacellen. De DC’s binden stofjes en presenteren deze
aan de T-cellen. Ze zorgen ervoor dat we een immuniteit ontwikkelen tegen
bepaalde pathogenen.
Pathogenen van de respiratory tract:
- S. Pneumoniae (nasopharynx)
- N. Meningitides (nasopharynx)
- H. Influenzae (nasopharynx)
- Legionella pneumophila
- M. Tuberculosis
Degene die in de nasopharynx voorkomen, veroorzaken otitis media, colonisatie,
pneumonia, bacteremia/sepsis en meningitis (inflammatie van het membraan
rond de hersenen en het ruggemerg). Meningitis kan direct ontstaan vanuit de
nasopharynx of indirect via het bloed.
S pneumoniae
S. pneumoniae is een gram-positieve faculatatieve anaeroob met een groot
kapsel. Hij kan een ernstige longontsteking veroorzaken of in de bloedbaan
terechtkomen. Hier kan het sepsis (bloedvergiftiging) veroorzaken of de
hersenen bereiken. Het kan zichzelf over de bloed-hersenbarrière brengen en in
de hersenen terechtkomen. Vervolgens gaat het nestelen bij de hersenvliezen en
daar een ernstige infectie veroorzaken. Eerst krijg je hoofdpijn en later ook
koorts. Als je het niet behandelt, heb je kans op sterfte. Deze ziekte heet
Meningitis.
Met name jonge kinderen hebben hoge colonisation rates en waarschijnlijk
neemt dit later weer af omdat ze immuniteit ontwikkelen. Op oude leeftijd neemt
het weer toe.
S. Pneumoniae heeft een dik kapsel dat hem beschermt tegen fagocytose. Dit
beschermt hem echter niet helemaal tegen ons immuunsysteem, want het
immuunsysteem kan het kapsel herkennen en er anti-capsule antibodies op af
sturen. De samenstelling van het kapsel kan worden veranderd, waardoor het
immuunsysteem het niet meer herkent. Zo raak je de S. pneumoniae dus niet zo
snel kwijt.
Griep en Pneumoniae is een dodelijke combinatie. Influenza verslechtert
namelijk de longen, waardoor ze heel gevoelig worden voor een secundaire
infectie. Dit is vaak S. Pneumoniae.
Behandeling moet met antibiotica, maar de meeste soorten zullen later resistent
tegen antibiotica zijn en ze zijn allemaal al wel resistent tegen penicilline.
Er zijn vaccinaties tegen S. Pneumoniae. Deze zijn gebaseerd op het kapsel. De
vaccinaties voor kinderen herkennen 7 kapsels en die voor volwassenen 23
kapsels. Er is nog niet 1 vaccinatie die tegen alle kapsels van de 90 serotypes van
S. Pneumoniae bescherming biedt. In de toekomst kunnen er misschien
eiwitvaccins gebruikt worden tegen S. Pneuomniae.
Neisseria meningitidis
Neisseria meningitidis is een gram negatieve diplococcus met een polysaccharide
kapsel. Er zijn 13 serotypen van en 5 hiervan zijn klinisch relevant. Ook N.
Meningitidis is een veroorzaker van meningitis. Ze koloniseren de nasopharynx
en verspreiden zich door het lichaam via antilichaam gemedieerde fagocytose.
Vervolgens gaan ze toxines produceren, gemedieerd door LPS. De ziekte begint
met een luchtweginfectie, gevolgd door rode vlekken. Hierna krijg je de
hersenvliesontsteking. Behandeling is mogelijk met antibiotica, maar dan moet je
wel op tijd zijn. Vaccins zijn een goede preventie en zijn niet erg duur.
Heamophilus influenzae
Haemophilus influenzae is een gram negatieve, facultatief anaerobe bacterie. Er
zijn 6 subtypes met verschillende kapsels, maar type b is klinisch het meest
relevant. H. Influenzae komt van nature al voor in het lichaam, en hij zorgt voor
secundaire infecties. Dus als iemand een griepje heeft, grijpt hij zijn kans.
Wanneer hij wordt opgenomen in een cel, ontsnapt hij uit de fagolysosoom.
Legionella pneumophila
Legionella is een gram negatieve bacterie. Het is een opportunistische pathogeen
die niet van persoon op persoon doorgegeven kan worden. Als de infectie
optreedt, krijg je leionnairs disease. Hierbij heb je koorts en pneumonia.
Legionella laat zich opnemen door macrofagen in fagosomen en voorkomt fusie
met het lysosoom. De infectie komt niet heel vaak voor, maar Legionella
vermenigvuldigt zich in stilstaand water, in airco’s, etc. dus dit moet goed
schoongehouden worden!
Legionella kan worden behandeld met antibiotica, maar er is ter preventie geen
vaccin beschikbaar. Legionella heeft altijd een gastheercel nodig (een amoebe),
dus het is altijd een parasiet.
Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis is de veroorzaker van TB. Het is een langzaam
groeiende bacterie die macrofagen infecteert. Hier ontsnapt hij uit het
fagolysosoom en vermenigvuldigt hij zich in de cellen. Wanneer je geinfecteerd
bent, zul je vooral ziek worden van je immuunreactie op de infectie. M.
Tuberculosis kan latent aanwezig zijn door granuloma vorming.
Mycobacterium is lastig te bestrijden vanwege de samenstelling van de
celenvelop. Dit is namelijk een cytoplasmamembraan met daaromheen een
celwand, maar daaromheen zit nog een buitenmembraan dat bestaat uit
microlipiden. Dit is heel moeilijk doordringbaar.
Tuberculose bestaat al heel lang. Bij mummies kon aangetoond worden dat ze
aan tuberculose zijn overleden.
In geval van infectie is er sprake van open tuberculose. Hierbij is het longweefsel
aangetast en hoest je de microbacteriën uit. Een andere mogelijkheid is dat de
macrofagen in de infectie worden opgenomen en fuseren tot supercellen, de
granulomas. Deze worden vervolgens ingekapseld en ze blijven in de longen
achter. De bacterien zijn dan niet echt actief en de patiënt heeft er geen last van.
Dit is dus gesloten tuberculose.
Er is nog geen goed vaccin tegen TB. Er is wel een vaccin, BCG, dat een verzwakte
runder-mycobacterium tuberculosis gebruikt. In Nederland wordt deze niet
gebruikt, want als er een uitbraak is, is dat goed te testen met een mantouxtest
en als je deze vaccinatie hebt gehad, zal de test altijd positief zijn.
College 12 (5 sept)
Virussen kunnen alle levende wezens infecteren.
Dagelijks komen we met miljarden virussen in aanraking en ongeveer 8% van
ons DNA is viraal DNA. Bij infectie kan 1 cel tot wel 1000 nieuwe virusdeeltjes
produceren. In het water op aarde zitten meer dan 1030 bacteriofagen. Er zijn
1016 HIV genomen op aarde. Als een virus een bacterie infecteert komt er CO2 bij
vrij. Bij de oude egyptenaren waren al gevallen van polio en pokken bekend.
Als je eenmaal bent geïnfecteerd, ben je drager voor het leven. Op elk moment
ben je geïnfecteerd met 12 virussen, maar je merkt hier meestal niks van, omdat
het grootste deel van de virussen geen invloed op onze gezondheid heeft.
De effecten van virussen zijn al heel lang bekend, maar wat deze effecten
veroorzaakt is pas veel later ontdekt. Men was al wel bezig met het beschermen
tegen virussen, ook al wisten ze nog niet wat het was. Lady Montagu inoculeerde
gezonde mensen met materiaal van pokken lesies om ze te beschermen. Op een
gegeven moment werden bacteriën ontdekt, maar pas veel later kwam Koch met
zijn “germ theory”. De postulaten van Koch gaan hier weer op om een pathogeen
en een ziekte aan elkaar te linken.
Virussen zijn ontdekt door onderzoek aan de tabacco mosaic disease van Adolf
Mayer. Hij kon de agent niet isoleren, maar verder voldeed het aan de postulaten
van Koch. Martinus Beijerinck bevestigt dat de agent door de fijnste filters kan en
dat het filtraat nog steeds infectieus is. De agent kan wel alleen repliceren in
levend weefsel. Beijerinck bedacht de naam virus. Met een
elektronenmicroscoop werd het eerste virus gezien: het tobacco mosaic virus.
Hierna volgden al snel nog 2000 soorten.
Wat zijn virussen?
- Ze kunnen door filters waar de meeste bacteriën in achterblijven
- De virusdeeltjes groeien of delen niet
- Ze hebben een gastheer nodig voor vermenigvuldiging
Hoe zien ze eruit?
- Heel klein; van 24 nm tot 400 nm (mimivirus is de grootste)
- Soms zijn heel eenvoudig, bijvoorbeeld staven (tabaco mosaic virus) of
bolletjes, maar soms ook heel complex, bijvoorbeeld bacteriofagen.
Virussen hebben DNA of RNA met hierbij structurele eiwitten. Soms hebben ze
nog bepaalde enzymen. Deze combinatie heet de nucleocapside. Virussen die
alleen een nucleocapside hebben heten naked capsid viruses en virussen die
naast hun nucleocapide ook nog glycoproteines en een membraan hebben heten
enveloped capsid viruses.
3 belangrijkste vormen van dierlijke virussen:
- Naked capsid virus (bijv. HPV en rhinovirus 14)
- Icosahedral capsid enveloped virus (bijv. herpes en hep B)
- Helical capsid enveloped virus (bijv. influenza en Ebola) Deze laatste
groep heeft ook een glycoproteine en membraan coating.
Icosahedrale symmetrie: Een aantal eiwitten vormen een protomeer
(driehoekjes) en 5 van die protomeren gaan samen in een pentameer. 12 van die
pentameren vormen 1 virusdeeltje. Het wordt een soort voetbal.
Er zijn 2-fold axes, 3-fold axes en 5-fold axes
Naakte virussen:
Voorbeelden zijn het humaan adenovirus, dat een bolvorm heeft met allemaal
steeltjes met bolletjes erop. Een ander voorbeeld is het HPV, dat er uit ziet als
een bolletje van bloemetjes. Rhinovirus is een bolletje met een ribbelige
opppervlak met sterretjes en draaikolkjes.
Enveloped viruses:
Influenza heeft een helical capsid met daaromheen een envelop. Dit komt ook
voor bij bijvoorbeeld Ebola. Herpes simplex virus is een icosahedral capsid met
een envelop en is bolvormig. Dit geldt ook voor hepatitis B virus.
Het HIV virus heeft weer een andere vorm. Hij heeft namelijk een conicale
(kegelvormige) capside met een envelop eromheen.
Naked capsid viruses zijn stabieler dan enveloped capsid viruses, omdat ze
minder gevoelig zijn voor onder andere droogte, zuur en hoge temperatuur.
Daarom kunnen ze buiten de host langer overleven. Ook overleven ze het GI
tract. De enveloped capsid virussen kunnen alleen in druppeltjes of vochtig
milieu overleven.
Virus taxonomy:
DNA virussen:
- SS nonenveloped
- DS/SS enveloped
- DS nonenveloped
- DS enveloped icosahedral
- DS enveloped complex
Dus alleen enveloped DS DNA virussen kunnen icosahedral of complex zijn.
RNA virussen:
- DS positief non-segmented met envelop
- DS positief segmented zonder envelop
- SS positief non-segmented met of zonder envelop
- SS negatief non-segmented of segmented met envelop.
Dus DS RNA is altijd positief en negatief SS RNA is altijd enveloped.
De nomenclatuur van virussen is:
Order (-virales) – Familie (-viridae) – Sub-familie (-virinae) – Genus (-virus) –
Soort (kan vanalles zijn).
Er bestaan in totaal 7 orders met opgeteld 25 families. Ook zijn er nog 71
families die niet bij een order horen.
De familienaam komt vaak van hoe ze er uit zien of de ziekten die de familie
veroorzaakt. De soortnaam komt vaak van de ziekte die het veroorzaakt of de
plaats waar het virus geïsoleerd is / voor het eerst uitbrak.
College 13 (5 sept)
De virale levenscyclus:
- Receptor binding
- Penetratie en uncoating (uit het endosoom gaan. Hierbij verliest een
enveloped virus zijn envelop)
- Translatie en replicatie
- Assembleren en matureren
- Budden en afgifte (hierbij krijgt het virus weer een envelop)
Receptor interactie
Er is specifieke interactie tussen virus en virus attachment protein (VAP). Of een
virus een cel kan infecteren hangt dus af van of de cel de juiste receptoren voor
de VAP heeft. Of een virus in een cel kan vermenigvuldigen is afhankelijk van
andere factoren. De cellen die geïnfecteerd kunnen worden heten virus cellen.
De virussen hebben moleculen waarvoor óf alle cellen VAPs hebben
(koolhydraten van influnza en rhinovirus en glycosaminoglycaan van herpes
slimplex en dengue virus) óf alleen 1 heel specifiek celtype VAPs heeft (CD4 bij T
cellen van HIV, CD21 bij B cellen van Epstein-Barr virus, etc.)
Soms zijn er ook co-recpetoren nodig, bijvoorbeeld bij HIV. Hij bindt eerst aan
CD4 en vervolgens ondergaat hij een verandering waardoor het virus daarna kan
binden aan de co-receptoren CXCR4 en CCR5. Wanneer je homozygoot bent voor
een deletie in het CCR5 gen, ben je resistent voor HIV-1.
Membraan (enveloped) virussen zijn minder stabiel want ze hebben eiwitten in
het membraan nodig om de cel te kunnen infecteren en bij hoge temperatuur
denatureren deze. Membraanvirussen hebben een lipide bilaag en dus moeten ze
een fusiestap ondergaan. Ze fuseren met het membraan van de cel d.mv. 3 typen
fusie-eiwitten:
- Klasse 1: gevormd als een precursor eiwit met veel alfa-helices. Er zijn er
maar heel weinig van en er is een knipreactie nodig om het actieve eiwit
te maken. Tijdens de fusie verandert dit eiwit weer van vorm.
Voorbeelden zijn HA2 van influenza, gp41 van HIV, S2 van SARS en GP2
van Ebola.
-
-
Klasse 2: worden niet geknipt tijdens de synthese, maar pas in hun actieve
vorm. Bevat met name beta-sheets. Ze hebben een fusieloop die wordt
afgeschermd door de eiwitten. Ook deze veranderen bij de fusie van
vorm. Voorbeelden zijn E1 van alphavirus en E van flavivirus)
Klasse 3: samenvoeging van klasse 1 en klasse 2. Ze bevatten 5 domeinen
van zowel alfa helices als beta sheets. Ze lijken op klasse 1, maar ze
hebben wel 2 fusieloops aan het uiteinde van de beta sheet. Voorbeelden
zijn G van VSV en gB van HSV-1)
Cell entry bij enveloped viruses:
Het binnengaan van de cel kan door plasmamembraan fusie, waarbij de virusreceptor interactie de fusie machinerie aanzet, maar ook door internalization
(endocytose). Hierbij worden klasse 2 fusie-eiwitten gebruikt. Dit wordt
bijvoorbeeld gedaan door Influenza en Dengue. Het virus komt dan in blaasje
terecht en in die blaasjes daalt de pH. De zure omgeving is de trigger voor het
fusie eiwit om veranderingen te ondergaan. Het virale membraan fuseert dan
met het membraan van het endosoom en de nucleocapside kan er uit.
HIV
HIV gebruikt klasse 1 fusie eiwittten. De virusreceptor CD4 bindt aan een surface
molecule complex van HIV, namelijk een combinatie van het fusion peptide en
SU. SU moet vervolgens nog binden aan CCR hier dan pas kan het fusie eiwit een
interactie aangaan met het gastheermembraan.
Bij de intermediate state is het binnenste membraan nog niet gefuseerd, maar
het buitenste wel. Bij complete fusie zijn het buitenste en het binnenste
membraan met elkaar versmolten. Genetisch materiaal van het virusdeeltje komt
dan in de cel vrij.
Dengue:
Dengue gebruikt klasse 2 fusie eiwitten. Hij gaat de cel binnen door endoctytose
en in het endosoom vindt pas fusie met het membraan plaats. Hierdoor komt het
virus in het cytoplasma terecht. DENV zal vooral fuseren met rab7-positieve late
endosomen, niet zo veel met rab5.
Nonenveloped capsid viruses gaan meestal de cel binnen door receptor
gemedieerde endocytose. Hier ontsnappen ze door het endosoom kapot te
maken. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij het adenovirus. Er zijn een paar naakte
virussen die direct door het plasmamembraan heen gaan. Dit heet viropexis. Het
is mogelijk doordat de virussen hydrofobe structuren op hun membraan hebben.
Piconavirus en papovavirus doen aan viropexis.
Polio
Het poliovirus maakt een deuk in het membraan en gaat hier in zitten en binden
met virus-receptoren. Hierdoor verandert het virus en gaat het VP1 aan de Nterminus van het RNA een porie maken in het membraan. Hierdoor wordt het
RNA in het cytosol gedumpt.
In het virale genoom zitten genen voor replicatie, verpakking van het virus,
timing van de cyclus, modulatie van de defensiemechanismen van de host en
verspreiding naar andere cellen en hosts.
Er zitten geen genen in voor de eiwitsyntese machinerie, energie producerende
eiwitten, biosynthesis en centromeren en telomeren.
De meeste DNA virussen gebruiken polymerase van de cel voor de productie van
mRNA.
De meeste RNA virussen repliceren in het cytoplasma en ze coderen altijd een
RNA polymerase voor de productie van – en + RNA (al hebben ze het niet altijd
bij zich).
Retrovirussen hebben reverse transcriptase bij zich om van +RNA DNA te maken
Er zijn 2 soorten RNA virussen:
 +RNA. Deze heeft een positieve lading. Het genoom wordt hiervan direct
afgelezen. Hierdoor ontstaan eiwitten die een replicatiecomplex vormen.
Van +RNA wordt –RNA gemaakt.
 -RNA. Deze heeft een negatieve lading. Er wordt eerst mRNA gemaakt van
het RNA en dit mRNA wordt pas afgelezen tot eiwitten. Van –RNA wordt
+RNA gemaakt.
Van DNA, dubbelstrengs of enkelstrengs, wordt altijd eerst mRNA gemaakt
voordat het wordt afgelezen en er eiwitten van gemaakt worden. Voordat het
mRNA enkelstrengs DNA af kan lezen, moet het DNA wel eerst dubbelstrengs
worden.
Bij dubbelstrengs RNA wordt eerst mRNA gemaakt en dan eiwitten.
Retrovirussen vormen dubbelstrengs DNA in de kern. Hiervan wordt mRNA
gemaakt en dit worden dan weer eiwitten.
DNA virussen:
- Zijn relatief stabiel
- Infectie met een DNA virus zorgt voor een persistente infectie
- Het genoom repliceert zich in de nucleus (uitgezonderd poxviruses)
- De virale gen-transscriptie is geregeld in de tijd. Vroege genen zorgen
voor DNA bindingseiwitten en enzymen en late genen coderen voor de
structurele eiwitten.
- De primers die nodig zijn voor de replicaties worden zelf gemaakt van
cellulaire of virale primases.
Herpes simplex:
Het is een enveloped DNA virus. Door fusie gaat hij de cel binnen en daar gaat hij
naar de kern. Zijn DNA molecuul wordt uitgepakt en omgezet in mRNA en later
eiwitten. Deze eiwitten zijn de vroege eiwitten. Deze zijn belangrijk! Ze keren
terug naar de kern en zorgen ervoor dat het virale DNA wordt gerepliceerd en
dat er meerdere eiwitten worden afgeschreven. Dit gaat door tot er een signaal
komt dat er genoeg DNA moleculen zijn. Dan begint de afschrijving van de late
eiwitten; de structurele eiwitten. Soms gaan ze de kern weer in en pakken ze de
nieuwgevormde DNA moleculen en vormen een complex met de virale fusie
eiwitten. Er worden nieuwe virusdeeltje gevormd. De virussen halen hun
membraan uit het ER en gaan naar het golgi. Vervolgens verlaten ze de cel via
exocytose. De cel gaat hieraan te onder. Er zal uiteindelijk een latente infectie bij
de host ontstaan.
RNA virussen:
- Het RNA is niet stabiel en muteert dus snel.
- Ze repliceren in het cytoplasma (uitgezonderd influenza)
- De gastheercellen kunnen NIET hun RNA repliceren, want ze hebben geen
RNA polymerase. De virussen hebben coderen zelf RdRp hiervoor. –RNA
en dsRNA virussen moeten het niet alleen coderen, maar ook bij zich
dragen.
- De –RNA virussen zijn altijd enveloped.
Influenza:
Het is een enveloped –RNA virus. Ze worden opgenomen endocytose en ze
ontsnappen uit het endosoom. Hier laten ze vervolgens hun RNA los. Dit wordt
afgelezen en de assenbly eiwitten worden gevormd. Replicatie van het genoom
vindt plaats in de celkern (wat dus bijzonder is!) Door budding verlaat het virus
weer de cel.
Alphavirus:
Het is een enveloped +RNA virus. Opname gaat door endocytose en het RNA
genoom komt hier weer uit om getransleerd te worden. Bij de translatie wordt er
een gigantische polyproteine gevormd dat later door cellulaire en virale
proteases wordt geknipt tot functionele eiwitten. Samen met het inmiddels
gerepliceerde RNA worden deze eiwitten ingepakt en het virus bud de cel uit.
HIV:
Het is een enveloped reverse transscribing +RNA virus. Ze dumpen hun RNA in
het cytoplasma en dit wordt door reverse transscriptase omgezet in cDNA.
Vervolgens wordt het DNA geïntegreerd in het chromatine van de gastheer. De
gastheer gaat hierdoor het HIV RNA vormen en mRNA voor de benodigde
eiwitten. Dit samen verlaat de cel weer door budding.
Elk viraal genoom moet mRNA maken! Dit moet namelijk binden aan de
ribosomen van de gastheer om de structurele eiwitten te kunnen vormen.
Synthese en transport van de virale glycoproteines gaat doordat de
glycoproteines aminozuursequenties hebben die opname in het ER mogelijk
maken.
DNA virussen worden geassembled in de kern en uitgescheiden door exocytose.
RNA virussen worden geassembled bij het plasma- of ER-membraan en verlaten
daarmee ook de cel.
Virions worden geassembled in het ER en gaan de cel uit door exocytose.
Syncytia: oppervlakte-eiwitten kunnen ook fuseren. (cel-cel fusie) Sommige
virussen kunnen meteen fuseren met de naburige cel.
College 14 (9 sept)
Pathogenese: het proces van het produceren van een ziekte
Virale ziekten hebben 2 componenten: de effecten van de virale infectie op de
host en de effecten van de hostrespons op virus en host.
Virusinfecties kunnen goedaardig tot dodelijk zijn.
Sommige virale ziekten zijn heel langzaam, bijvoorbeeld HIV, terwijl anderen
heel snel zijn, bijvoorbeeld verkoudheid.
Als je een virale infectie krijgt, betekent dat niet automatisch dat je er ziek van
wordt. Dit verschilt per type virus. Bij hepatitis A krijg je bijvoorbeeld in 90%
van de gevallen geen symptomen. Mazelen geeft juist zo goed als altijd
symptomen. Maar de meeste infecties lijden überhaupt niet tot ziekte.
Een virale infectie kent 4 fases:
- Portal of entry
- Local spread (hier krijg je symptomen, bijv. rhinovirus)
- Shedding
- Transmission
Er kan ook een 5e fase zijn. Dan is er tussen local spread en shedding nog
systemic spread. In deze fase heb je ook symptomen en het komt voor bij onder
andere mazelen.
Manieren van overdracht van een virus:
Horizontale transmissie: Infectieoverdracht van persoon op persoon. (HIV, EBV)
Verticale transmissie: van moeder op kind. Kan zowel pre- als postnataal
gebeuren. (HIV, rubella)
Zoonoses: Overdracht dieren naar mensen. (rabies, ebola)
Routes van overdracht van een virus:
- respiratoir of salvary (bijv. influenza)
- fecal-oral (bijv. polio)
- venereal spread (seksueel overdraagbaar) (bijv. HIV)
- vector (via bijvoorbeeld een mug) (bijv. dengue)
- vertebrate reservoir (tussen zoogdieren, gaat naar de mens (bijv. rabies)
- vector-vertebrate reservoir (bijv. pest)
R0 = basic reproduction number van een virus. Dit is de hoeveelheid mensen die
een besmet persoon besmet. Dit nummer moet groter zijn dan 1 voor een virus
om te kunnen manifesteren. Mazelen is bijvoorbeeld heel hoog: 12-18.
De eigenschappen van het virus bepalen waar in het lichaam het zich kan
repliceren. Een virus kan bijvoorbeeld tegen een lage pH kunnen (of juist niet) of
hij heeft bepaalde receptoren nodig voor zijn binding. In principe zullen wel
bijna alle virussen binnenkomen via de slijmvliezen. (Soms de huid)
Local spread kan op 2 manieren gebeuren. Extracellulair: Er worden dan nieuwe
viruspartikels gevormd, alleen aan het apicale oppervlakte van het epitheel (van
bijvoorbeeld de longen). Het virus dringt dus niet echt het lichaam binnen. Als
het virus ook in het binnenmembraan komt, kan er systemic spread ontstaan.
Intracellulair: De virussen verspreiden zich intracellulair door celfusie of
cytoplasmatische bruggen. Ze kunnen dan niet herkend worden door
antilichamen.
Als je een locale virusinfectie krijgt, is er eerst een incubatietijd (± 3-5 dagen)
waarin je niet ziek bent. Daarna ontstaan aspecifieke symptomen, gevolgd door
specifieke symptomen. Tijdens de symptomenfases ben je virus aan het
verspreiden.
Bij een systemische spread is de incubatietijd veel langer (± 8-14 dagen) en heb
je ook veel langer aspecifieke symptomen. Dit is lastig, omdat je dan al heel veel
mensen besmet in de tijd dat je nog niet weet dat je de ziekte hebt.
Als bij een virale infectie de virussen zich door het lichaam gaan verspreiden, kan
dit via verschillende systemen: het bloed, het lymfestelsel en het zenuwstelsel.
Virussen in het bloed noem je viremia (!) Eerst is het een primaire viremia, dan
ontwikkelt het zich in de lymfe en vervolgens wordt het een secundaire viremia.
Van hieruit kan het virus in de huid komen en bijvoorbeeld mazelen
veroorzaken.
Virussen kunnen zich ook via de zenuwen verspreiden. Het virus ontwikkelt zich
lokaal en gaat vervolgens de neuronen binnen. Zo bereikt hij het CNS en kan hij
de spieren aantasten zoals bij rabies. Later komt het virus in de salivary glands
terecht en zo kun je het virus weer doorgeven.
Wanneer een cel geïnfecteerd is, kan de cel in apoptose gaan. Dit is een van de
redenen waarom een virus je ziek maakt. Ook kunnen virussen voor
transformatie van cellen zorgen, bijvoorbeeld door cellulaire oncogenen te
activeren of tumor suppressor genen te downreguleren. Het humaan
papillomavirus (HPV) kan op deze manier bijvoorbeeld kanker veroorzaken. Een
andere methode van het veranderen van cellen is het moduleren van de
gentransscriptie. Meestal wordt deze downgereguleerd of worden de gevormde
mRNA strengen kapot gemaakt doordat de 5’ cap eraf gehaald wordt.
Bij een virusinfectie activeert het aangeboren immuunsysteem type 1
interferonen en NK cellen. Het adaptieve immuunsysteem activeert
antilichamen, T helper cellen en cytotoxische T cellen. Het aangeboren
immuunsysteem begint al direct op de dag van de infectie te werken, maar het
adaptieve immuunsysteem pas na ±4 dagen. In het geïnfecteerde weefsel zal
inflammatie ontstaan en vernietiging van weefsel door de NK cellen, cytotoxische
T-cellen en de antilichaam-gemedieerde cellulaire cytotoxiciteit.
Bij een hepatitis B-infectie ben je asymptomatisch ziek als er geen CTLs
aanwezig zijn, maar als er wel CTLs aanwezig zijn, heb je acute hepatitis.
Je voelt je uiteindelijk ziek door inferferonen, lymphokines, complement,
cytokines en antilichamen. Dit is dus de reactie van je eigen lichaam op het virus.
Dengue hemorraghic fever: Er is overproductie van cytokines met vasoactieve
effecten, wat ertoe leidt dat de bloedvaten lek worden. Hierdoor ga je overal
bloeden. Dit is levensbedreigend en het kan zelfs dodelijk zijn.
Hoe ziek je wordt hangt af van:
- de virulentie (snel, langzaam, 1 of meerdere weefsels).
- weefselschade die het virus aanricht.
- het pathogeniciteitsmechanisme. (ziek door virus of je immuunsysteem?
Dit laatste geeft ergere ziekteverschijnselen)
- het doelwitweefsel van het virus.
- conditie van het lichaam.
College 15 (9 sept)
Parasieten veroorzaken een heel groot deel van alle ziekten die er bestaan.
Malaria is verreweg de grootste. Van de 59.930.000 doden door parasieten
worden er 42.280.000 door malaria veroorzaakt.
Onder in de voedselketen zitten autotrophs. Dit zijn simpele organismen die aan
de hand van bijvoorbeeld zon en water kunnen groeien. Heterotrophs leven door
de autotrophs te eten.
Er zijn verschillende heterotrofe levensstijlen:
- Predatie (De een jaagt op de ander)
- Parasitisme (De een maakt misbruik van de ander, die hier last van heeft)
- Mutualisme (win-win)
- Symbiose (2 soorten kunnen niet zonder elkaar leven)
Er zijn 2 soorten parasieten: macro- en microparasieten.
Microparasieten (virussen, bacterien, protozoa) zijn heel klein en kunnen dus
snel en makkelijk repliceren. De incubatietijd is dus ook heel kort.
Macroparasieten (helminths, ectoparasites) zijn groter en repliceren zich veel
minder makkelijk. Ze hebben een lange incubatietijd en ze veroorzaken heel
weinig schade. Macroparasieten kunnen ziekten veroorzaken die heel lang
duren. Het is veel moeilijker om vaccinaties voor ze te ontwikkelen dan voor
microparasieten.
Parsitology kijkt naar protozoa, helminths en ectoparasieten.
Parasieten kun je indelen op grootte en de plek van het lichaam waar ze leven.
Important human parasites:
Protozoa:
- Giardia lamblia -> Giardiasis
- Entamoeba histolytica -> Amoebic dysntery
- Plasmodium spp. -> Malaria
- Toxoplasma gondii -> Toxoplasmosis
Metazoa (animalia):
- Ascaris lumbricoides -> Roundworms
-
Enterobius vermicularis -> Pinworms
Schistosoma spp. -> Bilharzia
Taenia spp. -> Tapeworm, cystocercosis
Echinococcus spp. -> Hydatid disease.
In de parasitologie heet een infectie een infestatie.
Parasieten kunnen zich seksueel voorplanten. De reproductie en de replicatie
vinden meestal plaats in verschillende hosts. Seksuele reproductie vindt plaats in
de definitive host en aseksuele replicatie vindt plaats in de intermediate host. De
intermediate host is degene die ziek wordt.
Malaria:
Malaria wordt veroorzaakt door een van de 4 mircoparasieten van de
plasmodium familie. Het gaat van mug naar mens en van mens naar mug. Deze
mug is een specifieke mug. Niet alle typen muggen kunnen malaria veroorzaken.
Als je wordt gestoken door een malariamug, gaat plasmodium in de vorm van
sporozoites het bloed in en dan door naar de levercellen. Een levercel met de
plasmodium parasieten heet een schizont. In de schizont deelt plasmodium zich
de hele tijd, wat ertoe leidt dat de levercel enorm groeit en dan uit elkaar knalt.
(5 dagen later). De parasieten komen dan in het bloed terecht (de erythrocytic
stage), waar ze binden aan rode bloedcellen (te zien als donkere ringen in de
ery’s) en ze de globine van hemoglobine opeten. Ze scheiden hierbij heamozoin
uit als afvalproduct, wat giftig is. Na 48 uur barsten alle besmette erytrocyten
open, waarbij heel veel antigen vrijkomt. Dit gaat steeds door in cycli. Hierna
gaan de patiënten symptomen krijgen. De parasieten gaan in een sexual stage en
kunnen door muggen weer opgenomen worden. De mens is de intermediate host
en de mug is de definitive host.
Van malaria krijg je hoge koorts. Patiënten hebben het koud en ze zullen altijd op
hun zij liggen met hun benen opgetrokken. De koorts ontstaat door monolymphocyte stimulatie van antigenafgifte, door de actute phase reactie en de
afgifte van heel veel cytokinen. Hierna gaan patiënten enorm zweten, wat lysis
wordt genoemd. Dit wordt gevolgd door anaemia, het bleek worden van de huid.
De reden hiervoor is 1) dat de rode bloedcellen stuk gaan door de infectie, 2)
doordat er een immuunreactie is tegen de niet-besmette rode bloedcellen en 3)
omdat TNF-alfa de bloedaanmaak in het beenmerg remt. Uiteindelijk kan malaria
leiden tot coma. Dit komt door dehydratatie, acidose door de lactaatproductie
van de parasieten, hypoglycaemia (te lage bloedsuiker) en cerebrale malaria.
Bij ernstige malaria is meer dan 5% van de rode bloedcellen geïnfecteerd.
Ook heb je last van een bepaalde vorm van verminderd bewustzijn.
De longen kunnen zich vullen met prut, wat ertoe leidt dat je bijna niet meer kan
ademen. Het septum tussen de alveoli is gezwollen en er zijn bloedingen in de
hersenen. Ook gaan je nieren falen. Je huid wordt geel (jaundice) en je belandt in
een coma. Vaak wordt malaria verkeerd gediagnostiseerd. Het is dus belangrijk
om er aan te denken dat een patiënt wel eens malaria zou kunnen hebben.
Bij malaria hebben je organen zwaar te leiden. Er ontstaat schade in de lever, de
milt, de longen (Er ontstaat acute respiratory disstress syndrome, ARDS), het
hartspierweefsel, de hersenen (cerebrale malaria, bloedingen in de cerebellumcortex en verstopping van de cerebrale bloedvaten).
Wanneer de rode bloedcellen geïnfecteerd worden, worden ze ronde bolletjes,
genaamd spherocytes. Deze zijn te dik en plakkerig en ze veroorzaken de
verstoppingen in de cerebrale bloedvaten
Malaria is te diagnosticeren met een klein bloedsample. Er kan gebruik gemaakt
worden van thin films of thick films. Vervolgens kan met een simpel teststrookje
vastgesteld worden of de patiënt malaria heeft of niet. Microscopisch onderzoek
is nog wel nodig voor de bepaling van de precieze soort.
De behandeling verschilt per gebied, omdat medicijnen niet altijd goed
beschikbaar zijn.
College 16 (9 sept)
Als R0 2 is, zal elke besmette persoon 2 mensen besmetten. Hierdoor zal het
aantal besmette personen exponentieel toenemen. Als R0 0,5 is, zullen elke 2
personen 1 persoon besmetten. De ziekte zal zich dan niet verspreiden.
R0 kan bepaald worden uit de verdubbelingstijd van het aantal slachtoffers van
een ziekte en het serial interval: de tijd tussen de onset van de symptomen bij de
1e persoon en de onset van de symptomen bij de 2e persoon.
Ebola: Elke 30 dagen verdubbelt het aantal Ebolapatiënten. Er zitten 10 dagen
tussen de generaties met Ebola. De R0 van Ebola is 1,1. Dit is dus best wel laag,
maar toch wordt het snel verspreidt, omdat het virus de mensen besmet die de
patiënten willen helpen. Hierdoor wordt het beter verspreidt.
HIV zorgt ervoor dat je zin krijgt in seks, wat de verspreiding ook verbetert,
ondanks dat de R0 van HIV maar 1,2 is.
R0 is afhankelijk van:
In de menselijke host:
- immuniteit tegen de pathogeen
- weerstand tegen de pathogeen
Bij de muggen:
- de muggendichtheid (m)
- de biting habit (b)
- anthropophilic index (a)
- longevity (kans om de dag te overleven) (p)
R0 is dan te berekenen als (m*a2*pn*b) / (-log p*c)
Door aan een van deze vectoren iets te doen, kun je malaria verminderen. P is
een sterke vector in deze formule omdat het ^n gaat, dus hier kun je het beste
iets aan doen.
Muggen kunnen het beste leven in een warme, natte omgeving. In Nederland is
het in de winter zo koud dat ze niet zouden kunnen voortplanten voordat ze
dood gaan. Doordat muggen in verschillende gebieden een verschillende
survivalrate hebben, zijn er op bepaalde plekken malaria-epidemieën (India) en
op andere plekken is het een constant probleem (Oost-Afrika).
DDT is een insecticide waar muggen aan dood gaan. Door DDT zijn alle
Mediteraanse eilanden en de Caribische eilanden malaria-vrij.
Een manier van malariapreventie is het gebruik van ITN, insecticide treated nets.
Door deze netten gaat de biting habit en de overleving per dag van muggen
omlaag. Dit is een effectieve manier om malaria tegen te gaan.
Studie: hebben ITN’s een effect?
Het is lastig om de mortaliteit van malaria te bepalen, omdat het moeilijk te
controleren is. Ook is het lastig om de frequentie van de ziekte te bepalen, want
hiervoor moet het hele gebied in kaart worden gebracht. Dit kost heel veel tijd.
Ook moeten de mensen ondervraagd worden over of er doden zijn gevallen de
laatste tijd. Hieruit kun je met nog wat andere gegevens bepalen hoe groot het
malariaprobleem is.
College (9 sept) Practicum Hemagglutinatie
Hemagglutinatie: virussen binden aan cellulaire receptoren en kunnen zo cellen
crosslinken. Wanneer je aan ery’s een aantal virussen toevoegt, kun dit zichtbaar
maken. Als je antilichamen toevoegt aan de virussen, kunnen de virussen geen
rode bloedcellen meer crosslinken. Als een vaccinatie is aangeslagen, zal er dus
geen crosslinking plaatsvinden, maar als hij niet heeft aangeslagen, zal dat wel
gebeuren.
HAI titre: de maximale verdunning waarbij je geen hemagglutinatie meer kan
zien. Dus wanneer er in een epje alleen een rood puntje met ery’s onderin te zien
is en er geen rode waas door het epje zit.
Protective titer: Als je HAI titre hoger dan 40 is, wordt 50% van de
influenzavirussen gevangen.
Geometric mean titer (GMT)
De mean titre verschilt per persoon. Als je een arithmic mean berekent, hebben
de extreme gevallen heel veel invloed op je gemiddelde. Bij de GMT is de invloed
van de extreme gevallen veel kleiner.
College (9 sept) Practicum EBV
EBV infecteert B cellen, vooral in je amandelen. Het zorgt ervoor dat je B cellen
groeien en het voorkomt apoptose. Als je besmet bent geweest, zal het virus voor
de rest van je leven aanwezig zijn. Infectie met EBV leidt tot Pfeiffer.
Het DNA uit ons wangslijmvlies is met PCR gedupliceerd. Bij real time PCR bindt
een primer aan DNA. Het is dan rood. Wanneer het niet bindt is het licht groen.
Met deze methode kun je alleen zeggen of het virus wel of niet aanwezig was. De
kleur zegt niks over de hoeveelheden.
Een positieve uitslag betekent dat je een primaire infectie hebt of dat je een
reactivatie hebt. Het zegt niks over vroegere infecties. Met serologie kan bepaald
worden hoe het precies zit.
College 17 (15 sept)
15% van alle kankergevallen wordt veroorzaakt door een virus.
Tumorvirussen:
- HPV
- Hepatitus C en B (leverkanker)
- Polyoma virussen (huidkanker)
- EBV
- HTLV (in T lymfocyten)
- HHV-8, ookwel Kaposisarcoma virus
In arme landen komen tumorvirus infecties veel vaker voor dan in meer
ontwikkelde regio’s. Het gaat om 1.600.000 in arme regio’s versus 410.000 in
ontwikkelde regio’s.
HPV:
HPV kent heel veel types. Er zijn lage risico types die wratten veroorzaken, maar
ook hoge risico types die onder andere baarmoederhalskanker, penis-, vulva-,
vagina- en anale kanker, oropharynxkanker en bepaalde huidkankers
veroorzaken. Bij baarmoederhalskanker is HPV in 99% van de gevallen de
oorzaak. Misschien heeft HPV ook invloed op borstkanker, maar dit is nooit
bewezen.
EBV:
Veroorzaakt de ziekte van Pfeiffer (= geen kanker), maar ook verschillende typen
kanker zoals Burkitts lymphoma, Hodgkin lymphoma en een aantal keel- en
neuskankers.
Hepatitis B virus:
Het kan acute virale hepatitis, chronische infectie en lever cirrhosis veroorzaken,
wat allemaal geen vormen van kanker zijn, maar het kan ook hepatocelulaire
caricinoma veroorzaken.
Hepatitis C virus:
Veroorzaakt meestal asymptomatische ziekte en soms chronische infectie,
fibrosis en cirrhosis, maar het kan ook net als hepatitis B hepatocelulaire
carcinoma veroorzaken.
HIV:
HIV is indirect ook betrokken bij kanker. Als je een HIV infectie hebt, is je
immuunsysteem ernstig verzwakt en heb je dus een veel grotere kans om door
de tumorvirussen besmet te raken en er ziek van te worden. Kaposisarcoma en
HPV komen veel voor bij aids patiënten.
Meestal krijg je geen kanker van een infectie van een tumorvirus. De infectie
moet daarvoor persistent zijn. De virus moet dus de tijd hebben om te settelen.
Als je jezelf blootstelt aan carcinogene factoren of immunosuppresieve drugs is
de kans groter dat je kanker krijgt van die virussen. Ook de leeftijd speelt een rol.
Hoe ouder je wordt, hoe groter de kans op kanker.
Het is moeilijk om een virus en kanker aan elkaar te koppelen, omdat het heel
erg lang duurt voordat je kanker hebt. Er zit bij HPV 10 tot 25 jaar tussen de
infectie en de kanker. Bij hepatitis B duurt dit ook 9 tot 35 jaar. Bij hepatitis C
duurt het 20 tot 30 jaar. In de meeste gevallen zal er ook geen kanker ontstaan,
dus dit maakt het nog lastiger om de link tussen het virus en kanker te leggen.
Door wereldwijd het voorkomen van een virus te vergelijken met het voorkomen
van een kanker, kunnen virus en kanker aan elkaar gekoppeld worden. Dit moet
dan nog wel bevestigd worden. Het beste bewijs van de link is door mensen te
vaccineren tegen HBV en te zien dat leverkanker afneemt.
Ook kun je kijken naar het voorkomen van kanker en onveilig seksueel contact
en het voorkomen van kanker en immunosuppressie.
De virussen willen zichzelf repliceren en verspreiden. De tumoren zijn een
bijproduct hiervan.
Virusklasses:
- DNA tumor virussen
o HPV, EBV, HHV8, HBV, polyomavirussen en adenovirussen
(dieren)
- RNA tumor virussen
o Retrovirussen (HIV, HTLV-1/2),
o HCV, Rous sarcoma virus (kippen)
RNA virussen kunnen hun genoom heel snel veranderen. Het is dus
moelijker om hiervoor een vaccin te maken.
Wat DNA tumor virussen en RNA tumor virussen gemeen hebben is dat ze hun
genoom in het genoom van een gastheer kunnen integreren. Dit vergroot de kans
op tumorvorming, maar het is geen noodzakelijke eigenschap.
Er zijn 3 types:
- Direct oncogene virussen
o Zetten groeifactoren aan (HBV, EBV)
o Remmen het remsysteem van celgroei (HPV)
o Voorkomen apoptose (HPV)
- Indirecte oncogene virussen
o Zorgen voor chronische inflammatie en dus ook zuurstofradicalen
(HCV, HBV)
o Ze induceren groei-promotende cytokines (HHV8)
- Indirect
o Immunosuppressie (HIV)
Tumor suppressor eiwitten: Ze reguleren de deling. Als er te veel deling is, zet
het remfactoren aan. Als dit niet werkt, zorgt het ervoor dat een cel in apoptose
gaat. Tumorvirussen verminderen de activiteit van tumor suppresorgenen, wat
leidt tot meer groei van de cellen.
Behandeling:
Prophylactisch vaccineren: Je induceert neutraliserende antilichamen tegen de
structurele eiwitten van het virus. (HPV vaccinatie of HBV vaccinatie)
Therapeutische immunisatie: Inductie van cel-gemedieerde immuunresponsen
die direct gericht zijn tegen de door de virussen getransformeerde tumorcellen.
De vaccinatie tegen HPV richt zich op 2 van de 30 soorten HPV. Het HPV genoom
heeft in de late region L1 en L2 capside eiwitten en in de early region E1-E7
eiwitten. Dit zijn niet-structurele eiwitten die betrokken zijn bij de transscriptie
en replicatie van het virale DNA en bij de transformatie.
Bij baarmoederhalskanker infecteren de virussen de basale cellen van de
baarmoederhalsmond (cervix) en ze gaan zich hier delen. In 90% van de gevallen
raak je het virus weer kwijt, maar het kan ook gebeuren dat een deel van het
virus DNA zich integreert in de gastheercellen dit kan 10-30 jaar duren. Hierdoor
worden de tumor suppressor eiwitten onderdrukt omdat ze E6 en E7 gaan
produceren. Het immuunsysteem zou moeten zien dat de cellen een vreemd
eiwit tot expressie brengen, maar om de een of andere reden reageert het
immuunsysteem hier niet op. De tumor gaat zich ontwikkelen en de kanker
wordt uiteindelijk invasief.
HPV is vooral betrokken bij baarmoederhalskanker, maar ook soms bij
anuskanker, vaginakanker, peniskanker en oropharynx kanker.
Vaccinaties:
- Prophylactische immunizatie bij HPV: Er worden antilichamen
geïnduceerd tegen de virale capside eiwitten L1 (en L2). Het vaccin
bestaat uit 72 L1 eiwitten van het type HPV16 en HPV18. Als je een
heleboel van deze L1 eiwitten bij elkaar gooit, wordt het een virus-like
partikle (VLP), een bolletje. Hier wordt een immuunreactie tegen
opgewekt door het in te spuiten. Dit vaccin heet Cervarix. Er bestaat ook
een vaccin dat tegen 4 typen HPV’s gericht is, namelijk Gardasil (werkt
-
ook tegen HPV11 en HPV6). Dit vaccin beschermt ook tegen genitale
wratten. De effectiviteit van beide vaccins tegen baarmoederhalskanker is
heel groot. Tot wel 100% tegen CIN III!
Therapeutic immunization: Er worden T helper cellen en cytotoxische T
cellen geïnduceerd die specifiek zijn voor tumorcellen die E6 en E7 tot
expressie brengen. Deze kunnen namelijk tumorsuppressorgenen
remmen. Dit wordt gebruikt bij mensen die al de baarmoederhalskanker
hebben (stadium I of II).
College 18 (15 sept)
DNA heeft proof reading, RNA niet. Dat houdt in dat er controle is op de
replicatie van het DNA. De fouten worden hersteld. Om deze reden veranderen
RNA virussen veel sneller dan DNA virussen. Ook is RNA vaak enkelstrengs, dus
er is geen vergelijkingsmateriaal.
Gastro-enteritis: Problemen in de gastro-intestinale tract, meestal diarree. Het
kan zowel bacteriële, virale als parasitische oorzaken hebben.
Virussen die gastro-enteritis veroorzaken zijn o.a. rotavirus, calciviridae,
adenoviridae en astroviridae. Picornaviridae veroorzaken meningitis
De incubatietijd van gastro-enteritis is ongeveer 9 dagen. Daarna beginnen de
symptomen pas. De virussen komen dan in de ontlasting en de respiratoire
secreties voor en er kan viremia optreden.
Wanneer een virus de darmwand infecteert, sterven er cellen in de villi af.
Hierdoor worden de villi heel klein en de crypten juist heel diep. Er vindt
vervolgens secretie van het virus plaats en de crypten en villi herstellen zich
weer.
Norovirus: Dit virus is familie van de calciviridae en het wordt feco-oral
overgedragen. Er zijn 5 genotypen, waarvan alleen GI, GII en GIV mensen kunnen
infecteren. GII.4 is de oorzaak van de norovirus outbreaks, vooral in
ziekenhuizen en bij ouderen.
Door een infectie moet je overgeven, heb je diarree en minder urine (geeft
dehydratatie aan), maar niet iedereen heeft deze symptomen.
Het wordt vooral overgedragen via voedsel (vooral oesters) en van persoon op
persoon. Vooral in ziekenhuizen en verzorgingstehuizen zit er vaak norovirus in
het eten.
Per type norovirus verschilt de mate van overdracht, maar GII.4 wordt vooral
van persoon op persoon overgedragen.
Het norovirus heeft een keer op een cruiseschip bijna iedereen ziek gemaakt
door vervuild drinkwater.
Nosocomiale virale infecties (in het ziekenhuis opgelopen infecties) kunnen op 3
manieren overgedragen worden: door de lucht, faco-oraal een misschien via
bloedproducten/organen.
Verspreiding van nosocomiale virale infecties:
- Manier van transmissie
- Of je al besmettelijk bent voordat de symptomen beginnen
- De attack rate, dus hoe gevoelig is de populatie ervoor? Zijn ze
gevaccineerd of van nature immuun of niet?
- De metingen voor infectiecontrole. Kloppen ze?
In ziekenhuizen wordt vaak norovirus gedetecteerd. Dit zijn vooral veel typen
II.a’s. type II.a 2010 komt het meeste voor. Dit is ongeveer 30% van alle
norovirus infecties. Er bleek dat de norovirus infectie in 43% van de gevallen in
het ziekenhuis opgelopen was. Wanneer dit het geval was, ging het wel weer
sneller over.
Rotavirus: nonenveloped dsRNA virus. Ze hebben 10 segmenten van dsRNA. Er
zijn 7 groepen van, maar alleen groep A, B en C zijn gelinkt aan humane ziekte.
Groep A veroorzaakt 95% van de rotavirus gerelateerde gastro-enteritis en kan
opgedeeld worden in 15 serotypen. Vooral in Midden-Afrika is het rotavirus een
groot probleem. Er is een verschil tussen de symptomen van norovirus en
rotavirus. Bij rotavirus is namelijk meer sprake van koorts en overgeven dan bij
norovirus.
Adenovirus: nonenveloped dsDNA virus. Er bestaan 6 groepen en 51 serotypes.
Serotype 40 en 41 van groep F zijn gelinkt aan diarree bij kinderen.
Het virus komt binnen via de ogen, het respiratoire systeem of gastro-intestinaal.
Van hieruit gaat het naar de lymfeknopen en daarna ontstaat er viremia. Het
virus komt dan in de huid en verschillende organen.
Het adenovirus heeft een soort speldenknoppen aan de buitenkant. Hieraan kan
het virus worden herkend. Er zijn middelen tegen adenovirussen
(ketenterminatoren, stoppen het repliceren van het virale DNA).
College 19 (15 sept)
Ongeveer 35 miljoen mensen leven met HIV. Per dag komen daar ongeveer 6000
gevallen bij, vooral in sub-Sahara Afrika. Per jaar gaan er zo’n 1,5 miljoen
mensen dood aan aids.
HIV is een retrovirus. Dat houdt in dat ze van hun RNA DNA maken.
Het zorgt ervoor dat je T cellen worden geëlimineerd. Deze zijn nodig voor een
goede immuunrespons.
Een bepaalde zeldzame longinfectie kwam opeens heel vaak voor bij
homosexuele mannen in Los Angeles. Ook waren er in die tijd heel veel gevallen
van een zeldzame vorm van huidkanker in New York en San Fransisco, ook bij
jonge homosexuele mannen.
HIV werd ontdekt als een immunosuppresor virus.
Er werden medicijnen ontwikkeld, maar omdat het een RNA virus is, verandert
het heel snel. De resistentie was er meestal binnen een week. Er zijn nu
ketenterminatoren en proteaseremmers gecombineerd tot een goed werkend
medicijn (HAART).
HIV is een virus met een kapsel. Op dit kapsel bevinden zich gp120 en gp41 om
aan cellen te binden. In het virus zit RNA en reverse transscriptase.
HIV-1 is waarschijnlijk van een chimpansee oversprongen naar een mensen in
1940. Dit kwam doordat apen toen gegeten werden. Er bestaat ook HIV-2. Dit is
niet zo dodelijk als HIV-1 en het komt veel voor op de Kaapverdische eilanden en
het komt van een andere aap af. Hier komt het vooral in de heterosexuele
populatie voor.
CD4 receptoren herkennen HIV. Deze receptoren zitten op T-helper lymfocyten,
monocyten/macrofagen, dendritische cellen en microgliacellen. Bij de binding
zijn ook de co-factoren gp41 en gp120 nodig. Deze twee trekken HIV naar het
oppervlakte van de cel toe. De membranen versmelten en het RNA gaat de cel
binnen.
Naast CD4 zijn de coreceptoren CCR5 (macrofagen) en CXCR4 (T cellen) nodig
(allebei voor T lymfocyten). Macrofaag-tropic HIV-1 bindt vooral bij de vroege
infectie en kan alleen aan macrofagen en de T-cellen van het bloed binden. (CCR5
receptoren) T-cel-tropic HIV-1 komt vooral later als er al sprake is van AIDS en
kan alleen binden aan T-cellen in het bloed en T-cellen in de lymfoblastoide
cellijn. (aan CXCR4 receptoren)
Bij fusie van de HIV envelop vindt eerst binding van CD4 plaats aan gp120.
Vervolgens bindt een co-factor ook aan gp120 en worden het virus en het
membraan naar elkaar toe getrokken. De membranen vormen een hairpin en
versmelten.
Niet iedereen raakt geïnfecteerd door HIV. Dat kan komen door een mutatie in
het gen van de CCR5 receptor. Heterozychoten voor dit gen hebben een
langzamere ziekteprogressie. Er zijn ook bepaalde HLA types die zorgen dat je
afweer tegen het virus beter werkt. Er is dan T-cel presentatie van de highly
conserved delen van het virus.
Transmissie van HIV kan op verschillende manieren
- via bloed
- seksueel
- verticaal (van moeder op kind) 9-55% kans om het over te dragen.
HIV overdracht van moeder op kind kan in de baarmoeder gebeuren (25-40%
kans), tijdens de geboorte (>50% kans) en door borstvoeding (5-25% kans).
Door de moeder eenmalig antiretrovirale therapie te geven kort voor de
bevalling, kun je de kans op verticale overdracht verminderen. Het risico van het
geven van deze therapie, is dat je na een tijdje resistent wordt. Als je dan
vervolgens seks met iemand hebt, geef je die persoon niet alleen HIV, maar ook
nog eens resistentie. Daardoor zal resistentie zich steeds meer verspreiden.
Kenmerken van HIV:
- Verlies aan CD4+ lymfocyten
- Stijging in het HIV-RNA in het plasma
- Uiteindelijk AIDS na 8-10 jaar, dus je krijgt opportunistische infecties en
malagniteiten en AIDS dementie
Als je een HIV infectie hebt, is er een lange periode van clinical latency. Hierin
neemt het aantal CD4 T-cellen langzaam af en het aantal HIV deeltjes langzaam
toe. Uiteindelijk gaat het opeens hard en ga je dood. De immuunrespons van je
lichaam zorgt ervoor dat je veel CD8+ T cellen tegen HIV in je bloed hebt en er
worden langzaam steeds meer HIV neutralizing antibodies gevormd.
Als je HIV hebt, heb je hier in eerste instantie helemaal geen last van. Je blijft dus
seksueel actief en daardoor kun je het virus nog goed verspreiden.
Sommige mensen kunnen het veel langer onderdrukken door hun genetische
achtergrond. Ze hebben bijvoorbeeld veel HIV antistoffen, een sterke CD8+ antiHIV respons en minder CCR5 receptoren. Deze mensen kunnen veel langer
overleven.
Bij een acute HIV infectie is 50% symptomatisch. Je bent hooguit een beetje
grieperig. Bij een chronische infectie ben je moe en daarna krijg je last van
opportunistische ziekten. Dit is pas na 8-10 jaar. Eerst komen de vroege
opportunisten zoals herpes zoster en TBC. (>200 CD4+ cellen per mm3) Later
volgen onder andere toxoplasma encephalitis (<100/mm3) en CMV (<50/mm3).
De hoeveelheid CD4+ lymfocyten bepalen dus het stadium van de ziekte waar je
in zit. Normaal heb je er >500mm3 bloed. Om een HIV infectie te monitoren
wordt dit dus 2 tot 4 keer per jaar gemeten, net als de hoeveelheid HIV-RNA.
Het doel van anti-HIV therapie is om de progressie van de ziekte te vertragen en
de QoL te verbeteren. Er wordt bij de monitoring ook gekeken naar de
geneesmiddelenspiegel (TDM) wanneer je die toegediend krijgt en de resistentie
tegen het HIV virus.
Op elke uniek onderdeel van het HIV virus kun je aangrijpen bij de behandeling.
Je kan bijvoorbeeld de binding aan de (co-)receptoren tegengaan, fusie met de
cel voorkomen, reverse transscriptase aanpakken, de integratie van het DNA in
het DNA van de host voorkomen of de manteleiwitten van HIV targetten en zo
voorkomen dat de nieuwe viruspartikelen volwassen kunnen worden.
HIV remmers zijn onder andere reverse transscriptase-inhibitors(NRTI, NtRTI
en NNRTI) (bijv. tenofovir en efavirenz), protease inhibitors (bijv. atazanavir),
entry inhibitors (bijv. enfuvirtide) en integrase inhibitors (bijv. raltegravir) Al
deze dingen samen zitten nu in 1 HAART pil. Deze mag je alleen echt niet
vergeten te slikken.
HAART zorgt ervoor dat het proces van HIV veel langzamer gaat. Het zorgt er
alleen niet voor dat het volledig stopt.
Wanneer je begint met de anti-HIV therapie is onafhankelijk van het CD4 getal,
maar wel van de leeftijd, of je zwanger bent, of je AIDS geassocieerde ziekten
hebt en of er een hepatitis B co-infectie bij zit. Bij welk CD4 getal begonnen moet
worden, is nog onduidelijk. >350 en >500 mm3 hebben allebei hun voor en
nadelen, maar >500 mm3 lijkt iets beter.
Aanbevolen behandeling:
2 NRTI’s + 1 NNRTI + 1 PI + 1 INI.
Dit is wat er tegenwoordig in een (HA)ART pil zit.
Bij zwangerschap wordt vanaf week 20 van de zwangerschap cART gegeven aan
de moeder om het kind te beschermen. In Afrika krijgen moeder en kind na de
bevalling 1 tablet nevirapine, wat voor 50% reductie van het aantal HIVkinderen zorgt.
College 20 (16 sept)
Bijna in het hele respiratoire systeem kunnen virussen een infectie veroorzaken.
Je kan bijvoorbeeld een keelontsteking, bronchitis, bronchiolitis, pneumonia,
layngitis, tonisilitis, sinusitis, rhinitis en een oorontsteking krijgen.
Virussen zijn in 90% van de gevallen de oorzaak van een verkoudheid en meestal
ook bij pharyngitis, bronchitis, bronchiolitis en pneumonia.
Verschillende virussen infecteren op verschillende plekken in de respiratoire
tract. Bij een infectie heb je last van de immunopathologie! Pro-inflammatoire
cytokines veroorzaken alle verkoudheidssymptomen.
Infecties van de upper respiratory tract
Vooral verkoudheid, die veroorzaakt kan zijn door bijvoorbeeld rhinovirus of
echovirus (milde verkoudheid), adenovirus (moderate verkoudheid) of het
influenza virus (moderate tot erge verkoudheid)
Overdracht van verkoudheid gaat door de lucht en via handen, dus overdracht
kan goed voorkomen worden door goede handhygiëne. Ook helpt het om niet in
de lucht of in je hand te hoesten en niezen. Meestal gaat het vanzelf weer over.
Infecties van de lower respiratory tract
Bronchitis door respiratory syncytial virus, pneumonia door het SARS of MERS
coronavirus, respiratory disease door mazelen of infectie van de hele respiratory
tract door influenza.
Respiratoiry syncytial virus veroorzaakt bronchitis. Dit is heel gevaarlijk bij
baby’s, omdat hun luchtwegen er van opzwellen, wat leidt tot moeilijkheden met
ademen.
Influenza:
Influenza is een verkoudheidsvirus dat ook in de longen gaat zitten. De meeste
andere virussen gaan niet verder dan de keel.
De symptomen van een influenza infectie zijn vooral keelpijn, een loopneus,
hoofdpijn, koorts, spierpijn, gewrichtspijn, hoesten en soms overgeven.
De belangrijkste verschillen tussen influenza en een verkoudheid zijn dat
verkoudheid langzaam opkomt en influenza in een keer, dat verkoudheid
meestal geen koorts erbij heeft en influenza wel en dat complicaties bij
verkoudheid sinusitis en otitis kunnen zijn en bij influenza bronchitis en
pneumonia.
Influenza is goed te herkennen aan de HA en NA eiwitspikes op zijn membraan.
Influenza is een (enkelstrengs) enveloped -RNA virus en muteert dus heel snel.
Omdat enkelstrengs RNA normaal niet in het bloed voorkomt, gaat het
immuunsysteem hier op reageren. Dit is dus het signaal voor het lichaam dat er
sprake is van een infectie. Influenza heeft ook RNA polymerase. Dit is ook een
herkenningspunt voor het immuunsysteem. Het genoom van influenza is
gesegmenteerd, wat ertoe leidt dat de segmenten soms van plek wisselen of
veranderen. Hierdoor verandert influenza nog vaker.
Influenza A (en B) kan mensen infecteren. Hiernaast kan het ook paarden,
varkens, vogels, etc. infecteren.
Het influenza A virion bestaat uit 8 segmenten. Het virus bindt zich aan een
cellulaire receptor, wordt opgenomen in een endosoom. Het endosoom zal
verzuren en daardoor zal het virus er uit kunnen ontsnappen. Influenza gaat de
kern in een gaat daar repliceren (veel andere RNA virussen repliceren in het
cytoplasma!) en nieuwe virale eiwitten produceren. Vervolgens vormen deze
onderdelen nieuwe virussen en deze budden de cel weer uit.
Van influenza zijn jaarlijkse epidemieën (elke winter, 5-10% van de mensen,
meestal binnen 4-6 weken over) en pandemieën (40-50% van de mensen, kan
langer duren, meestal meer doden)
Bij een epidemie zijn vooral de ouderen en de mensen met een verzwakt
immuunsysteem degenen die ziek worden en dood kunnen gaan. Bij een
pandemie zijn het vooral de jonge, gezonde mensen die ziek worden en dood
kunnen gaan. Dat is omdat ze een sterk immuunsysteem hebben en je overlijdt
uiteindelijk aan een overreactie van je immuunsysteem. Natuurlijk zijn de
oudere verzwakte mensen ook nog steeds een risicogroep. Varkensgriep en
Mexicaanse griep zijn voorbeelden van pandemieën.
Influenza verandert zichzelf op 2 manieren. Bij een epidemie is er sprake van
antigenic drift. Hierdoor veranderen de oppervlakte-eiwitten (HA’s) een beetje
door puntmutaties, waardoor de antilichamen tegen het vorige virus niet meer
zo goed werken voor het nieuwe virus. Bij een pandemie is er sprake van
antigenic shift. Hierbij worden de HA eiwitten compleet anders. Het virus ziet er
dus totaal anders uit en er is geen al aanwezige immuniteit tegen.
Bij mensen komen H1N1 virussen en H3N2 virussen veel voor. H5N1 en H7N7
zijn bijvoorbeeld vogelgriep en H7N9 is op dit moment in China een groot
probleem.
Pandemieën komen van dieren af (zoonosis). Ze kunnen direct van dier op mens
overgedragen worden, adapteren en dan naar mensen gaan of er vindt
reassortment van 2 influenza’s plaats, een menselijke en een dierlijke.
Reassortment is antigenic shift. De body van het virus komt van de mens en de H
en N komen van een dier. Het nieuwe virus is bijvoorbeeld vogel-H2N2 om een
menselijke backbone. Hierdoor is het nu mensen-H2-N2.
Virussen die mensen kunnen infecteren, binden goed boven in de luchtwegen,
maar slecht onder in de luchtwegen. Bij vogels is het andersom. Als een vogel
virus uitscheidt, moet dit virus dus heel diep in de longen van een mens komen
om hem te infecteren. Voor mens-mens overdracht moet het virus dan vanuit de
diepe longen naar de diepe longen van een ander overgebracht worden, en dat
gebeurt niet. Daarom veroorzaakt H5N1 nog geen pandemie, maar als het virus
muteert kan het later misschien wel. Er zijn maar 5 mutaties nodig om het virus
te kunnen laten binden op de receptoren boven in de luchtwegen.
College 21 (16 sept)
Immunisatie kent 2 vormen:
- Passieve immunisatie: Je krijgt de antilichamen tegen een pathogeen. Dit
gebeurt bijvoorbeeld tijdens de zwangerschap. Bij rabiës en tetanus kan
humaan IgG toegediend worden als medicijn.
- Actieve immunisatie: Je krijgt het (verzwakte) virus en je maakt zelf
antilichamen.
o Prophylactische vaccins: Immuniteit induceren voordat je met de
pathogeen in aanraking komt. Dus ter preventie.
o Therapeutische vaccins: Immuniteit induceren als je al door de
pathogeen besmet bent.
De eerste “vaccinatie” was het gebruiken van gedroogde pokken-pus en dit in
een wondje in de huid aanbrengen. Je kreeg dan een milde infectie en daarna was
je beschermd.
De eerste echte vaccinatie was bedacht door Edward Jenner. Hij inoculeerde een
jongen met koeienpokken en gaf hem daarna normale-mensen pokken.
Hiertegen was hij toen beschermd. Pokken is nu volledig uitgeroeid.
Ook mazelen is tegenwoordig heel erg teruggedrongen. Het is echter nog niet
volledig teruggedrongen, omdat de vaccinatieprogramma’s in conflictgebieden
niet zo nauw worden genomen. Omdat mazelen super besmettelijk is, kan het bij
slechte vaccinatie heel snel verspreiden.
Door vaccinatie ben je zelf beschermd, maar hoe minder mensen het hebben, hoe
slechter het ook overgedragen kan worden. Daardoor zijn ook de nietgevaccineerde mensen beschermd. Dit heet herd immunity.
Als je immuun bent voor iets heb je circulerende antilichamen en B- en Tgeheugencellen die snel kunnen reageren in het geval van een infectie. Hierdoor
is je lichaam voorbereid en kan een infectie niet plaatsvinden.
Er bestaan levende en geïnactiveerde vaccins. Levende vaccins zijn of virussen
die heel erg lijken op het virus waar je je tegen wil beschermen (bijvoorbeeld een
koeienpokkenvirus tegen mensenpokken) of het is verzwakt. Geïnactiveerde
vaccins zijn hele dode organismen of onderdelen van die organismen.
Levende virussen werken heel goed en zijn goedkoop, maar ze kunnen
bijwerkingen veroorzaken en in sommige gevallen zelfs een infectie.
Geïnactiveerde virussen zijn minder effectief en duurder, maar ze hebben wel
bijna geen bijwerkingen en ze kunnen geen infectie veroorzaken.
Een levend, verzwakt vaccin maak je door het virus te isoleren en over te
brengen naar een dier. Uiteindelijk zal het virus zich aanpassen aan het dier en
zal het geen mensen meer kunnen infecteren.
Een geïnactiveerd vaccin maak je door het microorganisme te kweken en te
inactiveren. Dan heb je een hele geïnactiveerd organisme, maar je kan hem ook
in stukjes breken en het component waartegen je wil immuniseren eruit halen.
Dan krijg je een subunit vaccin.
Adjuvants:
Vergroten de immuunrespons op vaccinaties en werken als antigen carriers
en/of immunostimulators.
GPI-0100 is een adjuvant die de antilichaamrespons (antibody titer) op een
influenza vaccinatie sterk kan vergroten. Dit kan dus als vaccinatie gebruikt
worden om mensen beter te beschermen tegen influenza. Adjuvants zijn hot,
maar er zijn er maar weinig van en dierexperimenten kloppen niet altijd voor
mensen. Ook is het moeilijk om niet adjuvants te registreren.
In Nederland wordt heel veel gevaccineerd, wat ertoe heeft geleid dat er weinig
verspreiding van ziekten plaatsvindt. De bible belt is de uitzondering.
In het programma zitten vaccinaties tegen polio, mazelen, mumps, rubella, HPV,
hepatitis B, difterie, tetanus, whooping cough, heamophilus influenzae,
meningococci en pneumococci.
Voordat een vaccinatie in het rijksvaccinatieprogramma wordt opgenomen, moet
gekeken worden of de bedreiging van de ziekte die het veroorzaakt groot genoeg
is en of de kosten en de baten tegen elkaar opwegen. Er wordt maximaal 20.000
euro per QALY (quality adjusted life years, oftwel de levensverwachting maal de
gezondheidsfactor) gegeven. De veiligheid van de vaccinaties is ook belangrijk.
Stoppen met vaccineren kan niet! Dat bleek toen mensen door geruchten over
autisme stopten met vaccineren en het voorkomen van mazelen toenam.
De griepprik bestaat meestal uit split- of subunitvaccins en bevat een mix van
vaccines van 3 influenzastammen (H1N1, H3N2 en B). Het doel is om het lichaam
van kwetsbare mensen meer antilichamen aan te laten maken.
College 22 (16 sept)
Herpesvirussen zijn altijd enveloped dubbelstrands DNA virussen. Van de 8
bekende humane herpesvirussen lijken de alfa subtypes en beta subtypes
onderling heel veel op elkaar. Herpesvirussen maken verschillende eiwitten
waarmee ze de host-cel en de immuunrespons manipuleren. Ze hebben DNA
polymerase om de virale DNA replicatie te promoten. Dit is de target voor
medicijnen tegen herpes.
Herpesvirussen kunnen de cellen die ze infecteren onsterfelijk maken.
Replicatie:
Ze binden aan de cel die ze gaan infecteren en de membranen versmelten.
Binnen gaat hij de cel overnemen door eiwitten af te geven. Vervolgens gaat hij
in de kern zijn DNA repliceren en afschrijven om DNA polymerase en nieuwe
eiwitten te maken. In de laatste fase zet hij zichzelf weer in elkaar met de
gemaakte onderdelen en een stukje ER als membraan. Vervolgens gaat het virus
de cel uit of direct de nabijgelegen cel in via cell-cell bridges (hiermee omzeil je
het immuunsysteem). Hij kan de cel ook kapot maken en dan vrijkomen.
Een HSV (herpes simplex virus) infectie leidt ertoe dat je wel of niet
symptomatisch ziek wordt. Het virus blijft daarna latent aanwezig in de
neuronen. Bij een reactivatie door bijvoorbeeld stres, menstruatie,
immunosuppressie of zonlicht kan het virus weer actief worden en wordt je er
weer wel of niet symptomatisch ziek van.
HSV infecteert door de mucosale membranen of scheurtjes in de huid. Door
CD8+ en INFgamma blijft de ziekte latent en is er geen uitbraak.
>90% van de mensen is positief voor HSV-1 (koortslip)
25% is positief voor HSV-2 (genitale herpes)
Pas als je een reactivatie hebt, ga je het virus verspreiden.
HSV-1 zit in de trigeminale zenuw.
HSV wordt overgedragen via speeksel, vaginale secreties en bij contact met de
vloeistof in de blaasjes (die herpes veroorzaakt).
HSV-2 zit in de dorsal root ganglia.
Het virus heeft een incubatietijd van ±5 dagen. Het veroorzaakt malaise, pijn,
jeuk en moeite met plassen. Daarna ontstaan er blaasjes. Dit droogt in en dan ben
je weer genezen. Dit duurt ongeveer 15 dagen. Als herpes weer terug komt is het
over het algemeen milder dan de eerste keer.
HSV kan gediagnostiseerd worden met een PCR analyse. Met serologie kunnen
aanvullende details bestudeerd worden, bijvoorbeeld of het om een eerste
infectie gaat of een reactivatie.
Behandeling: met Aciclovir (ACV) of valaciclovir. Het virus fosforyleert ACV,
waardoor het actief wordt als substraat voor DNA polymerase. Hierdoor gaat het
in het DNA ingebouwd worden en kan het virale DNA niet meer repliceren. Dit is
dus ketenterminatie. Valaciclovir lijkt op ACV. Het wordt alleen makkelijker
opgenomen na orale toediening en daarna wordt het omgezet in ACV.
Varicella-Zoster virus <alfa herpes virus>
VZV (varicella zoster virus) is de kleinste van alle herpesvirussen en wordt
respiratoir overgedragen. Hij veroorzaakt waterpokken over het hele lichaam.
Het blijft na infectie latent aanwezig in de neuronen. Het verspreidt zich ook
door het bloed. Dat is ook de reden dat je het over je hele lichaam krijgt.
Antilichamen spelen dus ook een rol bij het voorkomen van de verspreiding van
VZV. Je krijgt pas de blaasjes bij de secundaire viremia en je bent dan ook pas
besmettelijk voor anderen.
Bij een reactivatie van VZV kun je herpes zoster krijgen: gordelroos. Dit is eerst
heel pijnlijk en later komen er blaasjes bij. Gordelroos beperkt zich tot 1
dermatoom en komt dus in banen voor. Een risicofactor is dat het
immuunsysteem bij ouderen en immunocompromised mensen te inactief kan
worden.
Je behandelt het ook met Aciclovir of valaciclovir, maar wel met een hogere
dosering. Ter preventie kun je VZV immunoglobuline toedienen of een levend
verzwakt vaccin geven. VZV kan net als HSV gediagnostiseerd worden met PCR
en serologie.
Epstein-Barr virus <gamma herpes virus>
EBV bindt op de primaire receptoren CR2 of CD21 van B cellen.
Een EBV infectie kan 3 kanten opgaan
- lytische infectie (pfeiffer)
- latente infectie (T cellen voorkomen de uitgroei van geïnfecteerde cellen
- onsterfelijk worden van de B cellen (alleen bij immuun gedepriveerde
mensen. Leidt tot leukemie)
Als de B cellen geïnfecteerd zijn, worden ze heel groot, gaan ze allerlei random
antistoffen produceren en raken ze helemaal van slag. De T cellen gaan de B
cellen vervolgens termineren. Als dit niet op tijd gebeurt, barst de B cel uit elkaar
en komen alle viruspartikels vrij. In sommige gevallen kunnen de B cellen
onsterfelijk worden en leukemie gaan veroorzaken.
De symptomen van EBV komen door een overactieve immuunrespons en het
gebrek aan effectieve controle door het immuunsysteem. Kinderen hebben een
minder sterke immuunrespons en hebben dus ook minder last van de
symptomen van EBV.
Als je IgG en anti-EBNA in je bloed hebt, dan heb je ooit een EBV infectie gehad.
(95%). Het kan overgedragen worden door speeksel, bloed of transplantaties.
Bij een EBV infectie krijg je lymphadenopathy, koorts, malaise, flauwvallen,
uitslag en vermoeidheid. Complicaties kunnen zijn meningoencephalitis en
Guillain-Barre syndroom of chronische ziekte. Ook kan er lymphoproliferative
disease ontstaan. Dit is een levensbedreigende B-cel proliferatieve ziekte met
lymphoma. Vooral transplantatiepatiënten, patiënten met aids en mensen met
een defect in hun T-cel genen hebben hier kans op.
EBV is aan te tonen met een bloedsample en PCR.
Er zijn geen effectieve middelen tegen EBV. Als je door de EBV last hebt van
lymphoproliferative disease ben je vooral aangewezen op chemotherapie.
Cytomegalovirus <beta herpes virus>
CMV (Cytomegalovirus) is een groot herpesvirus dat via bloed (en bijvoorbeeld
orgaantransplantaties) en alle secreties wordt overgedragen. 90% van de
volwassenen heeft een infectie doorgemaakt.
CMV leidt bij gezonde mensen hooguit tot hele lichte pfeiffer-achtige
symptomen. Het is een opportunistische infectie, dus bij een verzwakt
immuunsysteem kan het meer aanrichten, bijv. pneumonia, encephalitis of
reinitis. Ook pasgeborenen lopen een risico. Tijdens de zwangerschap kunnen
problemen ontstaan door een CMV infectie van de moeder. 1% van de foetussen
raakt besmet en hiervan krijgt 10% ernstige neuronale problemen. Een ander
klein deel ontwikkelt later een handicap.
CMV is te herkennen aan “uilenogen” in de weefsels, maar meestal wordt het met
PCR gediagnostiseerd. Replicatie is gecontroleerd door celgemedieerde
immuniteit.
Het wordt behandeld met ganciclovir, een medicijn dat heel erg lijkt op aciclovir,
of cidofovir. Ganciclovir zorgt voor goeie remming van de DNA polymerase
Cidofovir is een andere optie als medicijn. Het is effectief tegen alle
herpesvirussen, maar het is heel toxisch, dus dat is echt een laatste redmiddel.
Foscarnet is een andere oplossing. Het remt ook DNA polymerase en het is ook
toxisch, maar minder dan cidovovir.
Humaan herpes virus 6 en 7 <beta herpes virus>
HHV-6 en -7 (humaan herpes virus 6 en 7) komt super veel voor, bijna 100% van
de mensen is er seropositief voor. Er zijn 2 typen van 6, namelijk HHV-6A
(neurotrofisch) en HHV-6B (lymphotrofisch). Net als CMV wordt replicatie
gecontroleerd door cel-gemedieerde immuniteit en komt het voor bij
immunocompromised patiënten.
HHV 6 en 7 zorgen voor Exanthem subitum. Hierbij is er hoge koorts, dan uitslag
en vervolgens weer herstel.
HHV-6 is de belangrijkste oorzaak van febrile seizures bij jonge kinderen.
Kaposi Sarcoma-associated herpes virus (HHV-8) <gamma herpes virus>
HHV-8 richt zich net als EBV op de B cellen, maar daarnaast ook op
epitheelcellen, monocyten en sensory nerve cellen. Het kan ook cellen
onsterfelijk maken.
Het virus komt alleen voor in bepaalde gebieden in Italië, Griekenland en Afrika
en ook soms bij patiënten met aids.
HHV-8 veroorzaakt opportunistische infecties genaamd Kaposi sarcoma,
Primaire effusie lymfoma (zeldzame vorm van B cel lymphoma) en Multicentric
Castleman disease. Er is geen therapie voor.
College 23 (16 sept)
Alle hepatitis virussen targetten de lever. De leversymptomen zijn bij alle
hepatitisen vergelijkbaar, namelijk afgifte van leverenzymen en geelkleuring in
de ogen. De hepatitis virussen verschillen van elkaar in structuur, manier van
replicatie, manier van overdracht en het verloop van de ziekte.
Hepatitis A:
Veroorzaakt door het picornavirus. Dit is een 27 nm naked icosahedral capsid
virus met ssRNA. Er is maar 1 serotype van. HAV krijg je binnen via de voeding.
Bij de replicatie is er interactie met een receptor die aanwezig is op levercellen.
Het genoom wordt getranslate als een polyproteine, die vervolgens in effectieve
stukjes geknipt wordt. Bij HAV scheidt je 10 dagen voordat je ziek wordt het
virus al uit via de ontlasting. In Nederland komt het relatief weinig voor.
40% van alle acute hepatitis wordt veroorzaakt door HAV. Vooral kinderen
worden vaak asymptomatisch ziek. De seropositiviteit verschilt van 13%
(Zweden) tot 100% (Joegoslavië). Vooral in Afrika, zuidoost Azië en ZuidAmerika komt het veel voor.
De klachten die je van HAV krijgt, krijg je niet zo zeer van het virus zelf, maar
meer van je eigen afweersysteem dat je lever aanvalt. Je krijgt abrupt koorts,
buikpijn, donkere urine, lichte ontlasting en geelzucht. 99% van de patiënten
geneest volledig van een Hepatitis A infectie. Hepatitis A wordt gediagnostiseerd
aan de hand van HAV-specifieke IgM, IgG en nucleïnezuren met resp. een ELISA
test en RT-PCR.
Er is geen specifieke behandeling tegen HAV. Wel kan binnen 2 weken na
blootstelling immuun serum globuline toegediend worden en kan je ervoor
gevaccineerd worden. Ook goede hygiëne helpt ter preventie.
Hepatitis B:
HBV is een 42 nm DNA virus met een icosahedral capsid. Hij draagt DNA
polymerase bij zich en hij encodeert voor reverse transscriptase.
Als het virus de levercel binnenkomt, gaat zijn deels dubbelstrengse DNA
aangevuld worden tot compleet dubbelstrengs DNA en dit gaat de kern in voor
de transscriptie. Hier schrijft hij zijn DNA af tot een RNA streng. Dit wordt buiten
de kern met reverse transscriptase weer omgeschreven tot DNA en dit DNA
wordt weer deels afgebroken. Het DNA is dus weer deels dubbelstrengs. Wat ook
raar is, is dat hij langer RNA maakt dan dat zijn DNA lang is. Uiteindelijk zitten er
kleine RNA ringetjes in het genoom van HBV. Het DNA van HBV kan integreren in
het genoom van de host.
Bij een HBV infectie (in de lever) ontstaat acute of chronische hepatitis. Daarna
krijg je een latente infectie en krijg je hier ook geen last meer van. In 3 dagen
repliceert het virus, maar pas na meer dan 45 dagen beginnen de symptomen.
De symptomen van Hepatitis B ontstaan door de ontsteking en de werking van
het immuunsysteem.
Overdracht van hepatitis B kan seksueel, via bloed (parenteral) en perinataal.
De incubatietijd is lang en 25% van de volwassen mensen laat klinische
symptomen zien. Kinderen krijgen meestal geen symptomen.
In de wereld is 1 op de 3 geïnfecteerd met HBV. Vooral in Afrika, noordoost Azië
en Noord-Canada komt het veel voor.
80% van de gevallen van hepatitic cel carcinoma komt door HBV. De
incubatietijd hiervan is 9-35 jaar.
Bij een acute infectie is er een piek van HBsAg en HBeAG en een toename van
anti-HBc. Hierna nemen anti-HBe en anti-Hbs toe en genees je weer.
Bij een chroische infectie nemen HBsAg, HBeAG en anti-HBc toe en blijven de
niveau’s hoog. Soms, bij seroconversion, zal anti-HBe gevormd worden en zal
HBeAg dus afnemen.
Hoe jonger je bent, hoe groter de kans op een chronische infectie, maar hoe
kleiner de kans op een symptomatische infectie.
Hepatitis B wordt gediagnostiseerd door te kijken naar de aanwezigheid van
HBsAg.
Preventie vindt plaatst door subunit vaccinatie. Als je al besmet bent, kun je
binnen 1 week nog Hepatitis B immuun globuline + een vaccinatie toegediend
krijgen. Behandeling is meestal met interferon alfa of lamivudine.
Hepatitis C:
HCV is een 30-60 nm ssRNA virus met een envelop. Een infectie leidt bij HCV
meestal tot een chronische infectie. De symptomen zijn veel milder dan bij
Hepatitis B en worden veroorzaakt door activiteit van het immuunsysteem.
Antilichamen tegen HCV beschermen niet! De behandeling is ingewikkeld, maar
tot een paar jaar geleden was er uberhaupt geen genezing mogelijk. Nu hebben
we de ‘golden bullets’ waarmee hepatitis C volledig kan worden genezen.
Transmissie vindt plaats via bloed en seksueel.
Je kan er 3 ziektes van krijgen: acute hepatitis waarvan je weer geneest,
chronische persistente infectie die mogelijk nog ziekte gaat worden (deze komt
het meest voor) of snelle progressie naar cirrose. Binnen 1-3 weken na
blootstelling vindt viremie plaats. In 5% van de gevallen ontstaat er na 30 jaar
haptocellulaire carcinoma.
Bij een acute infectie met genezing is er een piek van HCV RNA waarbij de
symptomen krijgt. Tegelijk neemt anti-HCV langzaam toe en genees je weer.
Bij een acute infectie met progressie naar een chronische infectie neemt de
hoeveelheid HCV DNA niet af tot 0 en blijven er steeds piekjes komen.
Diagnose van Hepatitis C vindt plaats door screening naar anti-HCV.
Behandeling kan met interferon alfa, evt. in combinatie met ribavirin. Ongeveer
50% geneest hierdoor. Ook protease inhibitors kunnen gebruikt worden.
Ter preventie is er geen vaccin, maar het helpt wel om risicovol gedrag te
vermijden, bijvoorbeeld bloedcontact of seksueel contact met een persoon met
een HCV infectie.
Hepatitis D:
HDV is een 35-37 nm circulair ssRNA virus met een envelop van HBsAg.
Een hepatitis D infectie kunnen je alleen hebben als je ook een hepatitis B
infectie hebt. Het virus kruipt in de kapsels van hepatitis B en kan alleen zo
overleven.
Waneer je een coïnfectie van HBV en HDV hebt, krijg je ernstige acute hepatitis.
Wanner je als HBV had en hier HDV bij komt (een superinfectie), ontwikkel je
meestal een chronische HDV infectie, wat kan leiden tot chronische leverziekte.
Schade aan de lever vindt plaats door het cytopathische effect van de delta agent.
Dus hier zorgt niet het immuunsysteem voor de symptomen! Het wordt op
dezelfde manier als HBV verspreid.
Bij een HDV coïnfectie ontstaat er een piek van IgM anti-HDV, HBsAg en HDV
RNA. Dit neemt vervolgens weer af en het anti-HBs niveau neemt toe.
Bij een HDV superinfectie is er een piek van ALT en een iets latere en kleinere
piek van IgM anti-HDV. IgM anti-HDV neemt weer af tot iets boven de baseline,
maar ALT blijft een stuk hoger boven de baseline. Na de piek wordt er anti-HDV
gevormd.
Hepatitis C komt heel verspreid over de wereld voor.
Hepatitis E:
HEV is een 27-34 nm ssRNA virus zonder envelop. Er zijn 4 genotypes bekend en
1 serotype. Genotype 1 en 2 zijn strict humaan en endemisch (blijven in de
populatie) en genotype 3 en 4 zijn van varkens oorsprong en sporadisch (komt af
en toe voor) HEV wordt fecal-oral overgedragen.
De incubatietijd is 40 dagen en de symptomen zijn vergelijkbaar met HAV. Hoe
ouder je wordt, hoe erger de symptomen worden.
Hepatitis E is bijna nooit dodelijk, maar bij zwangere vrouwen kan het wel in 1525% van de gevallen dodelijk zijn.
Mensen met HEV genotype 3 die een orgaantransplantatie hebben gehad,
kunnen chronische sequelae ontwikkelen door HEV.
Bij een HEV infectie is er een piek van transaminase, die weer afneemt. Ook HEV
igG en HEV IgM stijgen en deze dalen niet meer helemaal tot de baseline.
Er komen uitbraken voor van HEV. De incubatieperiode is verglijkbaar met die
van hepatitis B. Hepatitis E komt wereldwijd voor.
College 24 (16 sept)
Arbovirus: een virus dat door een geleedpotige overgebracht wordt. Er zijn er
±250 bekend en 80 veroorzaken ziektes bij de mens.
4 virusfamilies:
- Bunyavirussen (RNA virussen)
o Nairovirus (teken), bijv. Krim-congo virus
o Orthobunyavirus
o Phlebovirus
- Flavivirussen
o Teekvirussen, bijv. tickborne encephalitis virus
o Mugvirussen, bijv. dengue, japanse encephalitis groep (Japanse
encephalitus virus en west-nijlvirus) en gele koorts virus.
- Reoviridae (ds DNA virussen)
o Subfamilie Sedoreovirinae
 Orbivirus
 Seadornavirus
o Subfamilie Spinareovirinae
 Coltivirus
- Togaviridae
o Alphavirus, bijv. chikungunya virus
Coltivirussen en Orbivirussen zijn geassocieerd met menselijke ziekten.
Krim-Congo virus
Het wordt overgedragen door teken van het genus Hyalomma. Vooral in westAzië, het midden oosten en Zuid-Afrika komt het veel voor. Teken dragen het
virus via dieren over op mensen of direct op mensen.
Het virus bestaat uit 3 –RNA segmenten; L, M en S. Ze coderen voor 4 structurele
eiwitten. Het L segment maakt RNA polymerase, het M segment maakt
glycoproteïnen GN en GC en het S segment maakt nucleocapisde eiwit.
Het virus kom de cel binnen door endocytose en repliceert in het cytoplasma. De
gevormde eiwitten en RNA gaan naar het golgi apparaat en hier worden de
nieuwe virussen gevormd. Er gaan ook eiwitten rechtstreeks naar het
celmembraan.
De ziekte kent 3 fases: (na een incubatietijd van 3-7 dagen)
- Prehaemorrhagic period: malaise, koorts, misselijkheid en diarree. (duurt
1-7 dagen)
- Haemorrhagic period: bloeden van verschillende plekken, somnolence
(duurt 2-3 dagen)
- Covalescence
Als je erg ziek bent, ontwikkel je een patroon van grote ecchymoses, wat niet bij
andere types hemorrhagic fever gezien wordt. De sterfte is 30-50%.
Diagnostiek vindt plaats door serologie en PCR van een keel- neus- faces- urineserum- of sputumsample en het kan behandeld worden met Ribavirine. Er kan
ook door actieve of passieve immunisatie preventie plaatsvinden.
Flavivirussen:
ssRNA virussen die zich in het cytoplasma repliceren en vervolgens matureren in
het ER en de golgi. Later, als ze volwassen zijn, budden ze uit de golgi en daarna
uit de cel.
Hieronder staan 4 voorbeelden van flavivirussen.
1) Tickborne encephalitis virus
Overgedragen door Ixodes persulcatus-teken en Ixiodes ricinus-teken.
Ixodes pesulcatus komt vooral voor in Rusland en het verre oosten. Ixodes
ricinus komt vooral voor in centraal Europa. TBE veroorzaakt seizoensgebonden
epidemieën.
Elk jaar komen er 10.000 mensen in contact met TBE in Europa, waarvan er 200
overleiden. Je loopt ze vooral op bij wandeltochten door de bergen. De teken
bijten huisdieren, vee, ratten en mensen en kunnen mensen infecteren.
Bij een infectie krijg je eerst in stage 1 influenza achtige symptomen. 1/3 van de
patiënten gaat naar stage 2 en krijgt meningitis, encephalitis, hoofdpijn,
verlamming, etc. 10-50% daarvan heeft dan lange termijn neuronale problemen.
Diagnose vindt plaats aan de hand van de IgM antiviralen in het serum. In stage 1
is er sprake van viremie en in stage 2 komen IgM en IgG erbij.
Met vaccinatie kun je TBE voorkomen. Er zijn verschillende typen vaccinaties
beschikbaar.
2) Dengue
Dengue komt voor rond de evenaar. Elk jaar sterven er rond de 21000 mensen
aan, en 34 miljoen mensen zijn symptomatisch ziek. Misschien zijn er wel 230
miljoen mensen asymptomatisch ziek.
Dengue wordt overgedragen door 2 soorten muggen: Aedes Aegypti en Aedes
Albopictus. De ziekte begint bij apen, gaat dan naar rurale gebieden en komt zo
uiteindelijk ook in de stad terecht. De muggen planten zich voort in stilstaand
water.
De muggen krijgen het virus binnen door geïnfecteerd bloed te drinken. De
vrouwtjes geven het vervolgens verticaal door op hun nageslacht. De muggen
worden hier niet ziek van. Bij mensen gaat DENV zitten in de monocyten,
macrofagen en dendritische cellen. Hierna komt het in het bloed terecht.
Het virus repliceert zich in het cytoplasma en vormt zich in het ER. Dan bud het
naar de golgi om te matureren en dan gaat het de cel uit.
Als er een heterotypische secundaire infectie is, zijn er niet-neutraliserende
antistoffen aanwezig. Hierdoor word DENV meer opgenomen in monocyten,
macrofagen en dendritische cellen en raken de cellen meer geïnfecteerd.
Hierdoor ontstaat er een hoge virustiter in het bloed. Door een ongecontroleerde
immuunreactie (cytokinestorm) ontstaat schade aan de vasculaire
endotheelcellen. Hierdoor krijg je de ziekteverschijnselen; oa. rash, ernstige
bloedingen, dehydratatie en verminderd bewustzijn.
De diagnose vindt plaats aan de hand van anti-dengue IgM en anti-dengue IgG.
Met rook, fumigatie, kunnen denguemuggen verjaagd worden. Ook moet
stilstaand water weg en moet er deet gebruikt worden. Er wordt gewerkt aan
een vaccin. Deze moet immuniteit bieden aan alle 4 de serotypes.
3) Japanse encefalitis virus
Het komt voor in zuidoost Azië en het wordt overgedragen door muggen. Ze
infecteren vogels en varkens, maar hierdoor kunnen mensen ook geïnfecteerd
raken. De mensen (maar ook bijvoorbeeld paarden) zijn een dead end host voor
dit virus.
Bij JEV gaan de virussen door de bloed-hersen barriere en doden ze de neuronen
van de hersenen, de microglia en de astrocyten.
Als een mug je steekt, is er een incubatieperiode van 5-15 dagen. Daarna ga je
trillen, heb je hoofdpijn, spierpijn en geheugenverlies en andere neurologische
problemen. Jonge kinderen en ouderen hebben meer kans op neurologische
manifestaties 1:25 tot 1:1000 van de infecties leidt tot klinische ziekte.
JEV wordt gediagnostiseerd met PCR en serologie. 4 dagen na de infectie is met
een ELIZA test bij 75% IgM aan te tonen. Na een week is het bij iedereen aan te
tonen. Er is grote verwantschap tussen JEV en andere flavivirussen zoals WNV en
DENV, dus het is handig om voor al deze virussen te testen.
Er is geen behandeling voor JEV. Wel kun je het voorkomen door ixiaro
vaccinatie en deet.
4) West-Nijlvirus
Af en toe zijn er uitbraken in Oost-Afrika en Europa. Ook in de VS hebben zich
grote epidemieën voorgedaan. Op dit moment is er in Europa een epidemie aan
het ontstaan. Er zijn heel veel typen WNV die over de hele wereld verspreid zijn.
Alleen in het noorden van de wereld komt het niet voor. Langzamerhand komt
het steeds meer naar Europa toe.
Het virus wordt overgedragen door muggen op vogels, zoogdieren en mensen.
Zoogdieren en mensen zijn een dead-end host. Er zijn super veel muggensoorten
die het over kunnen dragen.
In de vroege fase infecteert WNV de dendritische cellen en langerhans cellen. Het
gaat naar de lymfe en op dag 4 is er viremie. Op een gegeven moment gaat het de
bloed-hersen barrière over en op dag 6-8 worden de neuronen geïnfecteerd. Je
krijgt last van hoofdpijn, spierpijn, braken, diarree en huiduitslag wanneer je
symptomatisch ziek bent. 80% blijft asymptomatisch ziek.
WNV wordt gediagnostiseerd aan de hand van PCR van het bloed tot dag 8 en
daarna PCR van de cerebrospinale vloeistof. Ook worden IgG en IgM in het serum
bepaald.
Er is geen specifieke behandeling, maar ribavirine in een hoge dosis en
interferon alfa-2b hebben effect in vitro. Nog niet getest in mensen!
Ter preventie kun je niet immuniseren. Muggen-werende maatregelen zijn dus
de enige vorm van preventie.
Chikungunya virus
2 lijnen zijn ontstaan in zuidoost Azië (Asian linage) en Oost-Afrika (Indian ocean
lineage), maar het is aan het verspreiden over de hele wereld. In Noord-Oost
Italië zijn bijvoorbeeld een aantal gevallen bekend.
CHIKV wordt overgedragen van mug op aap en weer op mug, maar ook van mug
op mens en weer op mug. De aap-cyclus gaat via de aedes africanus, aedes
furcifer-taylori en aedes dalzieli. De mens-cyclus gaat via aedes aefypti en aedes
albopictus. Deze cycli hebben dus andere typen muggen, maar zijn wel
verbonden.
CHIKV repliceert zijn RNA in het cytoplasma en de primaire virussen matureren
in de golgi. De nieuwgevormde deeltjes budden de cel uit. Dit gebeurt in een
heleboel weefsels, waaronder de lever, het brein, de spieren, het lymfesysteem
en de gewrichten.
Symptomen zijn koorts, hoesten, spier- en gewichtspijn, uitslag en afkeer voor
licht. Na 2-5 dagen begint de koorts op te komen.
In een vroeg stadium kan het gediagnostiseerd worden met PCR, later met
serologie. Er is een experimenteel vaccin, maar dit is nog niet goed genoeg getest.