Infectie en afweer
1. Microbiologie in beweging
1.1 Introductie
• Symbiose: samen leven zonder schade aan te richten
• Pathogenen: samen leven en schade aanrichten
1.2 De drie domeinen van het leven
• Levensboom
o Zichtbare wereld: dieren, planten en schimmels
o Onzichtbare wereld: protisten (eukaryote eencelligen) en monerae (bacteriën)
• Welke 2 organismen verschillen het meeste van elkaar op genniveau
a) Stafylokok (bolletje) en E. Coli (staafje)
b) De mens en de bonobo
c) De bonobo en de eik
d) De ezel en de Franse champignon
e) De bakkersgist en de olifant
o Opl: a
• Elk levend wezen heeft ribosomen (RNA omzetten in eiwitten) → 16s of 18s RNA sequeneren
en kijken hoeveel het verschil is tss de verschillende levende wezens (op ribosomaal RNA
niveau zijn we min of meer gelijk) → moleculaire kenmerken achterhalen adhv 16S rRNA
o 16S rRNA: kleine subunit van het ribosoom die
▪ Bij alle levende wezens voorkomt
▪ Functioneel identiek is bij alle levende wezens
▪ Wordt gebruikt voor taxonomie/fylogenie
o 16S rRNA is sterk verwant aan 18s van eukaryoten
o Bacterium 1 en 2 (zie onder) worden nu bij de Archaea ondergebracht
o De diversiteit van de microbiële wereld is vele malen groter dan deze van de
multicellulaire visuele wereld
• De 3 domeinen van het leven: archaee, bacteria en eukarya
o 3 domeinen van het leven
▪ Archaea (lijken op bacteriën maar hebben ook kenmerken van eukaryoten
zoals genen die gescheiden zijn door intronen)
▪ Bacteria
• Snelle voortplanting
1
, • Volledige resistentie in 11 dagen (virussen en bacteriën passen zich
aan de omgeving aan met een enorme snelheid oa omdat hun
voortplantingssnelheid vele malen hoger ligt dan deze van de mens)
▪ Eukarya
• Prokaryoten hebben geen celkern
• Eukaryoten hebben wel celkern
o Virussen
▪ Zijn niet opgenomen, maar kunnen beschouwd worden als dood materiaal dat
deel uitmaakt van de genenpool van het leven
▪ Actieve deelnemers aan de evolutie van het leven
o Fylogenetische boom: gebaseerd op nucleïnezuursequenties (niet op genotypische
kenmerken): 16S/18S ribosomaal RNA + DNA sequenties
o Enkel de planten, dieren en fungi zijn meercellig en dus met blote oog zichtbaar, deze
vormen een vrij beperkt onderdeel van het leven
o LUCA: last universal common ancestor
o De diversiteit bij bacteriën is vele malen groter dan bij de dieren
▪ Bij bacteriën zijn er meer functionele genen dan bij de mens
• Beschikbare genen per species: uitbreiding via horizontale gentransfer
o Voorbeeld: antibioticaresistentie
o E.Coli genoom omvat ongeveer 5000 genen. Dit omvat een core genoom bestaand uit
ongeveer 2200 genen (aanwezig in alle E coli) en de rest zijn genen die uitgewisseld
werden → zo ontstaat resistentie: verweren van genen uit andere bacteriën die reeds
resistent zijn. Evenwel E Coli pangenome bestaat uit 13 000 genen (aanwezig in
minstens één E coli stam, dit zijn het aantal genen waaruit E.Coli zogezegd kan kiezen
bij genenoverdracht)
• Bacterioloog kan micro-organismen zien onder de microscoop (zie les labodiagnostiek)
o Virus: infectieus agens. Verdund niet uit, itt “vergif”
o Chamberland-filter houdt bacteriën tegen, virussen niet → filtreerbaar agens
o De virussen zijn niet zichtbaar met lichtmicroscoop (wel met elektronenmicroscoop en
adhv RNA en DNA dus met PCR technieken)
▪ Meer en meer: antigeendetectie (eiwit of suikerketen van bacterie of virus) en
genoomdetectie (PCR, next generation sequencing NGS)
▪ Uitzondering: POX-virus is wel zichtbaar met lichtmicroscoop
o 8% van het humaan genoom bestaat uit ingebouwd viraal materiaal (endogene
retrovirussen die permanent in het genoom zijn ingebouwd die normaal geen functie
hebben, maar kunnen bv bij kanker terug functioneel worden)
o Effecten van virussen
▪ Polio: kinderverlamming, Influenza: griep, Pox: pokken, Staphylococcus:
abces, Plasmodium: malaria, Tapeworm: lintworm
1.3 De kiemtheorie van Koch
• Verband tss ziekte en micro-organismen
• Ziekteverwekkers. Welke stelling is juist?
a) Alle bacteriën kunnen ziekte verwekken bij de mens
b) Contact met ziekteverwekkende bacteriën leidt altijd tot ziekte
c) Ziekte als gevolg van bacteriën w altijd door 1 bacterie veroorzaakt
d) Infectie ziekten kunnen overgedragen w door niet-zieke personen
o Opl: d
2
,• Infectie
o Infectieziekten: verwekker bevindt zich in gezonde mensen en veroorzaakt niet altijd
ziekte
o Of ze al dan niet ziekte veroorzaken hangt af vd vatbaarheid vh individu voor
kolonisatie + vatbaarheid vr invasie + immuunrespons. Dit zijn conditionele
pathogenen (blaasinfectie door E coli): ze maken gebruik ve opportuniteit om ziekte
te veroorzaken (wondje vd huid, immuunsuppressie, …)
o Wanneer de oorzaak een veralgemeende vermindering van de immuniteit is, spreken
we van opportunistische infecties: de veroorzaker hiervan kan geen ziekte
veroorzaken bij gezonde personen (bv pneumonie door Pneumocystis jeroveci)
▪ Opportunistische infecties: infecties die bij een gezond persoon geen infectie
veroorzaakt, maar wel bij reeds zieke/verzwakte (immuno-deficiënte)
personen
o Wanneer lokale flora uit balans is spreken we van dysbacteriose: hierbij zijn de
symptomen niet toe te schrijven aan overgroei van één kiem
▪ Dysbacteriose: verstoring van de flora in de darm → infectie
o Stappen bij infectie: kolonisatie, invaderen en immuunsysteem verschalken
o Bv: E.Coli veroorzaakt in darmen geen ziekte, maar als ze in de blaas terecht komt kan
die wel infectie veroorzaken (condities bepalen of de aanwezigheid ve bacterie al dan
niet een ziekte zal veroorzaken)
• Pathogeniciteit veronderstelt dat de pathogenen dezelfde niche delen met ons
1.4 Interacties tussen species in een niche
• Mazelenvirus
o Neemt toe als # vatbare mensen toeneemt. Als de mensengemeenschap te klein is,
kan het virus niet overleven
o Mazelenvirus kan enkel in de mens overleven
o Eens een individu in contact komt met mazelen, overlijdt hij of is hij levenslang
immuun → dus enkel niet-immune mensen zijn vatbaar voor mazelen
▪ Elk 1,5 jaar is er epidemie van mazelen (veel mensen → opstoot van mazelen
→ prooi sterft en mazelen kan geen slachtoffers maken → epidemie stopt →
meer mensen → meer prooi → mazelen steken de kop weer op)
• Commensale bacteriën: niet-ziekmakende symbionten
o Fysiologisch steriel (geen micro-organismen)
▪ Bloed en intern milieu: hersenen, lever,..
▪ Ademhaling: broncheoli, alveoli, …
▪ Urogenitaal: urineblaas, ureter, …
▪ Prostaat, baarmoeder zaad- en eileiders
o Fysiologisch niet-steriel
▪ Huid, van mond tot anus, ...
▪ Dikke/dunne darm: 1014 bacteriën,
Archaea (methaan producerend),
virussen, gisten en protozoa
▪ Gecombineerd genoom: 5x106 genen:
enorme metabole activiteit die de humane metabole activiteit (2x10 4 genen)
aanvult (= metabool orgaan): voor de mens onverteerbare polysacchariden,
productie van vitaminen
3
, ▪ Darm: enorm oppervlak nodig voor opname nutriënten, microbiota mogen
het lichaam niet in (zie verder barrières)
▪ Virussen per gram faeces: 109, vnl bacteriofagen, meeste virale sekwenties zijn
onbekend. Belang bij horizontale gentransfer. Bacteriën baden in virale genen
• Next Generation Sequencing (NGS): de niches in ons lichaam
• Human metagenoom = microbioom (= microbieel DNA) en viroom (= viraal RNA/DNA)
• Patiënten met tumoren worden behandeld met antikankermedicijn (PD-1). Sommige
patiënten reageren hierop gunstig, anderen vertonen geen of slechts zwakke anti-tumor
respons. Deze eigenschap kan overgedragen w in muizen door transfer vd intestinale bacteriën
o Dus bacteriën in de darm bepalen mee de activiteit vh immuunsysteem en dus de
respons op de antikankerbehandeling
• Organisme heeft bacteriën in darm nodig om gezond te zijn (zwak immuunsysteem, slechte
absorptie, …) (details niet kennen, gewoon weten dat bacteriën in de darm noodzakelijk zijn)
o Microbiota in darm: voedselrijk milieu, constante temperatuur
o Dynamisch habitat: voeding, lifestyle, hygiëne, etc. hebben invloed op de
samenstelling van het microbioom. In tegenstelling tot het humaan genoom kan het
metagenoom veranderen met vatbaarheid voor ziekte tot gevolg
o Innemen van antibiotica kan voor gevolg hebben dat dit evenwicht w verstoord en
zware diarree optreedt
o Germ free animals (kiemvrije dieren): hebben enorm uitgezet caecum + verkleind
darmoppervlak met minder absorptie van voedingstoffen + onderontwikkeld immuun-
systeem → verlengde gastro-intestinale transit, verminderde peristaltiek,
vermeerderde epitheliale permeabiliteit → minder obesitas, meer calorie-inname
nodig voor zelfde gewicht
o Obesitas: kan voorspeld worden op basis van samenstelling microbioom vd darm,
meer carbohydraat verwerkende enzymen aanwezig
• Virussen
o RNA en DNA origine
• Samenstelling humaan viroom
o De mens baadt in de virussen: ziekmakende virussen, niet pathogene virussen,
virussen die specifieke bacteriën (uit de darm) kunnen doden of genetisch wijzigen
door virulentiefactoren en/of antibioticaresistentie in te bouwen (=bacteriofagen).
Tenslotte bestaat ons genoom voor een deel uit geïntegreerde retrovirussen
o Bacteriofaag = virussen die bacteriën infecteren (en op die manier resistentie
introduceren) of doden
4
