VIROLOGIE MARC VAN RANST
1. Inleiding
o Virussen willen zoveel mogelijk overdraagbaar zijn om zo mensen te infecteren MAAR ze
willen samen overleven met gastheer want als gastheer sterft, kunnen zij ook niet overleven
1.1 Ontstaan Virologie
Mayer: Bij bestuderen bij tabaks mozaïek ziekte
(door tabak plant): er werd aangetoond dat dit
overdraagbaar was
- blad verbrijzelen en kapot maken
- sap van geïnfecteerd blad op gezond blad
aanbrengen
- dit blad werd ook ziek
=> bewijs dat tabaksmozaikziekte een
overdraagbare aandoening was
Ivanovski: ging een stap verder
- Mousse van zieke blad door de porseleinen
filter jagen die bacteriën tegen houdt
(ultrafiltreerbaar)
- Alles wat er door kwam in de erlenmeyer was
bacterie vrij
- Nu dat filtraat op een gezond blad
aanbrengen
- Blad werd toch ziek
=> aangetoond dat pathogeen organisme kleiner
was dan bacterie en het blad ziek kon maken
o Vanaf ontdekking van het virus, gaat de incidentie van
virologie en virus besmettingen omhoog
o Virologie had weinig impact tot 1940, ook al
was de ontdekking van virussen er wel al in
1898
o Tussen ontdekking virus en eerste impact in
vakgebied zat 40 jaar
o Virologie is discipline met veel deelgebieden, brede
discipline dat info geeft aan vele andere disciplines
o niet alleen typische ‘Covid’ virologie
o heel veel nobelprijzen binnen de virologie
1
, o Virussen hebben altijd belangrijke menselijke aandoeningen veroorzaakt, enkele
voorbeelden:
o Pokken
• Typische beeld van pokken: uitstulpsels overal op het lichaam
• Rottingsgeur in de huizen → mensen hadden hier schrik van
• Door vaccinatie in het midden van de jaren 1970 uitgeroeid
• Pokken virus bestaat nu enkel nog maar op 2 plaatsen: NIH (national
institute of health) = vectorlabo in Rusland en in VS (hier worden stalen
bewaard in diepvries, sterk beveiligd)
o Polio
• Tweede helft 19e eeuw
• Kwam epidemisch voor, vaak in de herfst in onze streken
• Verlammen de zenuwen en afhankelijk van welke spiergroepen verlamd
waren, waren er verschillende effecten (bv. verlamde arm of als diafragma
spieren aangetast → AH nood → in ijzeren long)
• Behandeling = ijzeren long: patiënt moet hierin volledig gaan liggen behalve
hoofd wanneer poliovirus ademhalingsspieren aangetast heeft →
vervolgens werd er over- en onderdruk gerealiseerd opdat borstkas
opengetrokken werd en neergedrukt (er wordt voor de patiënt geademd)
• Polio is bijna uitgeroeid, nog enkele gevallen in Pakistan en Afghanistan
- In 2021: nog 2 gevallen van polio op de grensstreek tussen Pakistan
en Afghanistan
- 2 van de 3 polio virussen zijn al jaren niet meer terug gevonden, het
derde polio virus dit jaar nog 2 gevallen
- Bang afwachten wat volgend jaar brengt: Taliban is niet vaccinatie
gezind
- Het is niet omdat de ziekte er niet meer is en het is uitgeroeid, dat
men moet stoppen met vaccineren!
o AIDS/HIV
• Belangrijke doodsoorzaak, zeker in ontwikkelingslanden
• 20 jaar geleden was dit de belangrijkste doodsoorzaak
• Vanaf begin 1980
• Door betere medicatie is dit wat terug gedrongen
1.2 Virale structuur
o Virussen zijn klein, de meeste zijn 25 tot 300 nanometer groot
o Niet met blote oog/gewone microscoop zichtbaar: elektronenmicroscoop nodig
o => de ontdekking van EM bracht een enorme evolutie in diagnose en behandeling
want men kon nu virussen visualiseren
o Virussen zijn ultrafiltreerbaar
o Filters die bacteriën tegenhouden, houden virussen niet tegen
2
, o Details van visualisatie
o Structuur van virussen bestuderen: weinig detail te zien
met elektronenmicroscopie
o Initieel: X-straal kristallisatie → via effractie patroon kon
men elektronen densheid kaarten maken om zo
kenmerken van de virussen te bepalen
o Met cryo microscoop hebben we veel hogere resolutie en
kunnen we beter in detail zien
1.2.1 Envelop/naakt
o Sommige virussen zijn naakt (geen envelop), anderen
hebben een envelop
o Lippidendubbellaag enveloppe
o = celwand van gastheer/celwand die virus mee
op neemt om zich mee te ontwikkelen
o Dit is niet statisch, eerder een oliewand die
vervloeit met virus (niet zeer stabiel)
o Doorheen deze enveloppes zitten viruseiwitten
die door de celwand steken
• Bij geboorte nemen virussen stukje celwand mee
• Virus codeert virale eiwitten die dan door de membraan komen te steken
o Het hebben van een envelop is een enorm voordeel voor het virus qua stabiliteit
MAAR alles wat de envelop kapot maakt, maakt ook het virus kapot (infecterend
vermogen gaat stuk)
o Wanneer virussen in contact komen met alcohol of zeep, gaan virussen met een
envelop stuk
• Want alcohol en zeep maakt de envelop stuk → virus gaat dan ook stuk
1.2.2 Capside
o Onder envelop zit een capside, dat ervoor bedoeld is om het genetisch materiaal zo goed
mogelijk te beschermen
o Verschillende structuren van capside:
o Helicaal:
• Dakpan structuur van 1 eiwit waarbij de dakpannen over elkaar gelegd
worden rond de RNA-streng die centraal zit
• Zo ontstaat een tubuline structuur MAAR er is een mechanisme (niet
gekend) waardoor het niet eeuwig blijft groeien
• Bv. tabaksvirus/ebolavirus (niet rigide)
3
,o Icosahedraal:
• Capsomeren gaan zeshoeken en vijfhoeken vormen:
worden automatisch zonder energieverbruik
samengezet om het genetisch materiaal te omringen
• Isocahedrale capsidestructuur kan heel goed druk
weerstaan en goed druk verdelen over het ganse
oppervlak => stevig (wordt ook gebruikt in de
architectuur bv zuidpool basis VS)
• Van nabij bekijken: telkens opgebouwd uit dezelfde structuren =
capsomeer → komt altijd terug in dezelfde lengte en vorm, maar soms in
een andere oriëntatie (zeshoeken en vijfhoeken) om rondingen beter te
kunnen maken en soms licht andere vorm: een vijfhoek of een zeshoek
MAAR deze zijn wel opgebouwd uit dezelfde kleine structuren (zo is het
ook bij een virus)
• Bv. Herpes virus/papillomavirus
o Complex:
• De meest complexe structuren zijn de bacteriofagen van de T-lijn.
Bacteriofagen zijn virussen die met heel weinig genetisch materiaal een
bijzondere structuur kunnen maken
- Capside hoofdje met daarin het
genetisch materiaal
- Daaronder een lange buis
- Daaronder een landingsplaats om op
een bacterie te landen
- Tail fibers (voetjes) zorgen ervoor dat
ze een zachte landing op de bacterie
kunnen maken
- Tail pins: prikken bacterie aan →
genetisch materiaal van bacteriofaag
in bacterie inspuiten
• Pokken virus is een ander complex gevormd
virus
- Heeft eiwitophopingen wat men
laterale lichaampjes noemt
- Geen simpele lineaire structuur
4
,1.2.3 Genoom
o Genetisch materiaal/genoom zit helemaal vanbinnen (RNA of DNA)
o DNA of RNA + dubbelstrengig (ds) of enkelstrengig (ss)
De meeste DNA virussen zijn dubbelstrengig, bv.
Herpes
Uitzondering = parvovirus B19: enkelstrengig
DNA genoom
- Geeft ziekte bij kinderen met uitslag (o.a. rode
kaken), niet zo erg bij kinderen
- MAAR bij volwassenen die zwanger zijn kan het
leiden tot het stoppen van aanmaak van foetale
RBC (en hydrobs foetalis): foetus zal sterven
indien we niet snel ingrijpen
- Als moeder deze infectie heeft, gaat men naar de
foetus kijken → als de foetus heel klein is, gaat
men deze een bloedtransfusie geven → door deze
bloedtransfusie zal de foetus normaal groeien en
niet sterven
De meeste RNA virussen zijn enkelstrengig
Uitzondering hierop: rotavirus heeft
dubbelstrengig RNA
o Lineair of circulair
De meeste virussen hebben een lineair genoom
Uitzonderingen: circulair genoom in plant virussen
(enkelstrengig circulair RNA) en in
papillomavirussen (dubbelstrengig circulair DNA)
- Viroïden zijn plantvirussen die een circulair
enkelstrengig RNA genoom hebben, deze virussen
kunnen overleven zonder eiwitmantel/enveloppe
(naakt RNA) waardoor ze normaal snel zouden
worden afgebroken MAAR door het RNA circulair
te maken, kunnen de RNAsen hier niet meer op
inwerken en zodat ze zichzelf zo toch beschermen
en kunnen overleven in de natuur
- Bv. Kokosnoot Cadang Cadang virus
5
, o Speciaal geval:
• Hep B virus heeft een circulair genoom maar dit is niet enkelstrengig en
niet dubbelstrengig
- Één van de strengen is gesloten circulair
- Andere streng is daartussen geweven voor 2/3e van het genoom
- Deze tweede streng wordt tijdens replicatie dubbelstrengig
o 1 stuk of segmentair
o ¾ van de virussen hebben een gesegmenteerd genoom
• Rotavirus: 11 segmenten in hun complexe capside structuur
• Griepvirus: 8 segmenten
• Hantavirussen: 3 segementen
- smal, medium en large die voorkomen binnen het partikel
- Veroorzaken in België via bepaalde muizen een nierziekte
- In andere delen van de wereld zijn er hantavirussen bv. in de VS
veroorzaakt deze een longontsteking die vaak fataal is
o Reassortiment:
• De verschillende segmenten kunnen met 2
in cel komen wanneer de cel tegelijk door 2
virussen geïnfecteerd wordt (normaal wordt
cel na binnentreden virus via een enzyme
inactief gemaakt voor intreden van verdere
virussen)
• Hierdoor kunnen ze deeltjes uitwisselen
• De virussen die uit deze cel komen, kunnen
dan genetisch materiaal van beide bevatten
= vorm van evolutie
• Voorbeeld: Influenza virussen doen dit ook
- In een varken worden verschilllende soorten influenza virussen
samengebracht
- Er ontstaat een co-infectie en een nieuwe soort van het griepvirus
- Deze kan dan doorgegeven worden naar mensen en daar voor
nieuwe infecties zorgen
6
,1.3. Virus taxonomie
o Aan virussen worden namen gegeven door het internationaal committee on taxonomy of
viruses
o Indeling van virussen en naamgeving op basis van deze oude en nieuwe factoren/criteria
o Eigenschappen van het virion (grootte, vorm, envelop, capsidestructuur…)
o Fysicochemische eigenschappen (MW, genoomeigenschappen, G+C ratio, nt
sequentie…)
o Virale eiwitten (aantal, grootte, functie, AZ-sequentie…)
o Viraal genoom en life cycle (genoomorganizatie en-replicatie, plaats van virion
assemblage, maturatie, release…)
o Biologische eigenschappen (natuurlijke gastheer, weefseltropisme, (histo-
)pathologie, transmissie, geografische distributie…)
o Nieuwe virussen: duurt tegenwoordig 2 dagen voordat ze gesequeneerd zijn
VIRUS TAXONOMIE: ICTV
(sequentie van virus gekend) → dit is de basis waarop ze de indeling baseren
Niveau Suffix Voorbeeld
Orde -virales Mononegavirales
Familie -viridae Rhabdoviridae
Subfamilie -virinae
Genus -virus Lyssavirus
Naam Rabies virus
1.4 Virusreplicatie
1.4.1 Binding aan cellulaire receptor BINDING AAN CELLULAIRE RECEPTOR
o Binden aan receptor in doelwitcel: sleutel slot mechanisme, Spike
waarbij een oppervlakte eiwit aan de periferie van het Celmembraan
viruspartikel contact maakt met een cellulaire receptor op de
doelwitcel waardoor er binding gaat optreden Receptor
o Affiniteit van de cellulaire receptor voor de
oppervlakte eiwitten van het virus, bepaalt het
tropisme van het virus (groei of beweging van het
biologisch organisme): in welke cellen van het
lichaam dat virus kan binnengeraken
o Virus gebruikt de cellulaire receptor om de cel binnen te geraken
o Bv. CD4 receptor zal gebruikt worden door HIV-1 virus om binnen te dringen
o Bv. Influenza A gebruikt siaalzuur receptor
o NIET VANBUITEN welke receptor voor welk virus gebruikt wordt, gewoon het
mechanisme kennen
7
,1.4.2 Binnendringen in doelwitcel
o Verschillende strategieën om in de cel binnen te dringen
1. Geënveloppeerd virus die een cel gaat binnendringen
- Envelop is exact hetzelfde als de celwand (want virus heeft zijn celwand genomen
van de vorige cel waaruit het is ontstaan)
- Envelop maakt contact met celwand en dit vloeit over in elkaar
- Capside van het virus komt zo in het cytoplasma van de cel terecht en de celwand is
ietsje groter geworden omdat de envelop van het virus terug deel is geworden van de
celwand
2. Door endocytose kunnen niet-geënveloppeerde virussen toch opgenomen worden:
- Celwand van de cel is heel nieuwsgierig
- Omringt de zaken die hij als nieuw ziet in de omgeving: vorming endosoom
- Endosoom kan in het intracellulaire membraan diffusie inzetten en fusioneren met
de lipidendubbellagen van intracellulaire celorganellen (bv. Golgi apparaat) waardoor
het viraal genoom ook hierin terecht komt
8
, 3. Endocytose van geënveloppeerd virus = iets meer complex
- Dit gebeurt als het virus niet kan fusioneren met de celwand van de doelwitcel
- Virus wordt opgenomen in de gastheercel en gaat fusioneren met het endosoom
- Endosoom fusioneert dan met het lysosoom waardoor de pH verlaagt
- Uiteindelijk komt het genoom vrij
4) Speciale manier om binnen te dringen in doelwitcel: bacteriofaag
- Bacteriofaag gaat bij landingsplaats een injectienaald in de wand van de bacterie
steken
- virus genoom wordt geïnjecteerd in de bacterie en oefent hier zijn werking uit
9
