Mycologie en Virologie - Theorie PDF

MYCOLOGIE EN VIROLOGIE VIROLOGIE HOOFDSTUK 1: DEEL 1 WAT IS EEN VIRUS? Levend? Niet waar (buiten cel niet-levend, in de cel wel-levend → dicussie) Verplicht intracellulair? Waar Menselijke virussen integreren zich niet in DNA? Meestal waar, soms niet waar (sluiperds die niet door afweersysteem w...

MYCOLOGIE EN VIROLOGIE VIROLOGIE HOOFDSTUK 1: DEEL 1 WAT IS EEN VIRUS? Levend? Niet waar (buiten cel niet-levend, in de cel wel-levend → dicussie) Verplicht intracellulair? Waar Menselijke virussen integreren zich niet in DNA? Meestal waar, soms niet waar (sluiperds die niet door afweersysteem worden opgeruimd) Virussen verwijder je met zeep? Meestal waar (kwetsbare enveloppe beschadigen), soms niet waar (naakte virussen geen enveloppe enkel stevige eiwitmantel) Virussen kan je zien met een lichtmicroscoop? Niet waar, behalve 1 (= apenpokken) → wel met elektronenmicroscoop We zijn massaal omgeven door virussen (commensale flora): Virus infecteert alle levende dingen We eten en ademen virussen..; Hoe geïnfecteerd zijn we? Infectie met virus is voor de rest van het leven DEFINITIE = een infectieuss, obligaat intracellulaire parasiet bestaande uit genetisch materiaal (DNA of RNA) dat omgeven is door een proteïnemanten en/of een enveloppe (=fosfolipidendubbellaag) afkomstig van een gastcel membraan VIRION Virus is een organisme met 2 fase: 1. Virion (virus in de lucht = zoals stofdeeltje) 2. Geïnfecteerde cel (virus botst op een gastheercel en ontmanteld tot enkel DNA/RNA) Volledig virus Zeer klein! (nm) Bevat 1 molecule DNA of RNA in een eiwitmantel Soms extra lagen Niet in staat om onafhankelijk van levende cellen te reproduceren: obligaat intracellulaire parasieten STRUCTUUR VAN VIRUSSEN 2 soorten virussen: Naakt virus (vb.poliovirus) o Erfelijk materiaal o Capside Enveloped virus o Erfelijk materiaal o Capside o Enveloppe o Spikes: in enveloppe zodat virus zich kan vasthechten aan gastheercel → spikes vernietigen Welk type komt het meest bij de mens voor? Type enveloped virus Welk type is het kwetsbaarste? Type enveloped virus GROOTTE-ORDE Nanometer: 10--9 meter Alpha helix in proteine: 1 nm diameter DNA: 2 nm diameter Ribosoom: 20 nm diameter Poliovirus: 30 nm Pandoravirus: 1000 nm Fagen = virussen van bacteriën (geen enveloppe MAAR complex) CAPSIDE = EIWITMANTEL Grote macromoleculaire structuren van eiwitten Bescherming viraal genetisch materiaal + hulp bij transfer tussen gastheercellen Vrijstelling erfelijk materiaal in gastheercel FUNCTIONS OF STRUCTURAL PROTEINS 1. Bescherming genoom a. Samenstellen van stabiel en beschermend proteïnemantel b. Specifieke herkenning en verpakking van DNA/RNA genoom c. Interactie met gastheercel membranen om enveloppe te vormen 2. Vrijstelling van genoom a. Binding aan gastheercel receptoren b. Ontcoaten van genoom c. Fusie met celmembranen d. Transport van genoom naar juiste plek VIRUSDEELTJES ZIJN METASTABIEL Metastabiel: Stabiel: bescherming genoom (stevigheid door symmetrie van zelfde vlakken) Onstabiel: moet makkelijk uit elkaar vallen bij infectie (1 vlak opengeklikt door receptor) BEREIKEN VAN METASTABILITEIT Stabiel: Symmetrische opbouw van vele identieke proteïne blokjes voor maximaal contact (maximaal 3, soort van magneetjes) Onstabiel: Structuur is meestal niet permantent gebonden Kan uit elkaar gehaald worden of loskomen bij infectie om het genoom vrij te laten Symmetrie regels Rule 1: elke subunit heft identieke bindingscontacten met zijn buren o Repeated interaction of chemically complementary surfaces at the subunit interfaces naturally leads to a symmetric arrangement Rule 2: deze bindingscontacten zijn meestal niet-covalent o Reversibel, error-free assembly SYMMETRY AND SELF­ASSEMBLY Vele capside proteïnen kunnen zelf assembleren in ‘virus-like-particles’ = VLPs  o HBV en HPV vaccinaties zijn VLPs gemaakt in gist BUILDING VIRUS PARTICLES: SYMMETRY IS KEY Identical protein subunits are distributed with helical symmetry for rod--shaped viruses (spiraalvormige symmetrie) Platonic polyhedra symmetry (regelmatige veelhoeken) for round viruses: 1) HELICAL SYMMETRY = staafvormig Nucleocapside: proteïne subunits plakken op erfelijk materiaal ssRNA want fragieler Vb: Tabak Mozaiek Virus Structuur Enveloped RNA viruses with -ssRNA and helical capsids Mazelvirus, bofvirus Hondsdolheidvirus Influenza virus Ebola virus Influenza Virus: helix + envelope 2) ICOSAHEDRALE CAPSIDES Kubische symmetrie: basisstructuur: icosaëder = regelmatig 20-vlak Één van de meest voorkomende vormen in de natuur 3)VIRUSSEN MET CAPSIDEN MET EEN COMPLEXE SYMMETRIE Bv. bacteriofagen VIROLOGIE HOOFDSTUK 1: DEEL 2 VIRALE ENVELOPPEN EN ENZYMEN Veel virussen met een uitwendig, flexibel membraan: de enveloppe → afkomstig van gastheercel Bij eukaryote virussen ook spikes aanwezig (eiwitten gecodeerd door het virus) oa. nodig bij het herkennen en binnendringen van de gastheercel o Vb: Influenza-virus: H1N1, coronavirussen → naam afkomstig van kroon (=corona) van spikes (vaak mutaties in spikes) ENZYMEN Meestal in capside RNA-virussen hebben RNA-polymerase (wij hebben DNA-afhankelijk DNA-polymerase) Bekendste virale enzyme? Reverse transcriptase (RNA → dsDNA) VIRALE NUCLEÏNEZUREN Enkelstrengig of dubbelstrengig DNA of RNA (2 groepen: DNA of RNA, binnen elke groep enkelstrengig of dubbelstrengig → 4 groepen) Grootte varieert Genomen zijn lineair of circulair Key/basis Baltimore classificatie: alle virussen MOETEN mRNA aanmaken dat door gastheer vertaald kan worden naar eiwit want virus zelf kan dit niet → volledig afhankelijk Definities mRNA (ribosome ready) is always the plus (+) strand DNA of equivalent polarity is also the (+) strand RNA and DNA complements of (+) strands are negative (-- ) strands Not all (+) RNA is mRNA! BALTIMORE CLASSIFICATION  Groep 1: dsDNA → herpesvirus Groep 2: ssDNA (wordt direct dsDNA) Groep 3: dsRNA (minst voorkomend) → rotavirus Groep 4: + ssRNA → poliovirus Groep 5: - ssRNA → influenza virus Groep 6: retrovirussen Groep 7: gapped dsDNA (stuk eruit) met reverse transcriptase (dsDNA naar RNA naar DNA) → hepatitis B virus VIROLOGIE HOOFDSTUK 1: DEEL 3 ALGEMEEN SCHEMA VAN VIRALE REPRODUCTIE KWEEK VAN VIRUSSEN Geschikte levende gastheercel! Hoe? Dierlijke virussen Proefdieren (vandaag niet meer) Eieren (kippenembryo’s) Celculturen (vb: HeLa) o Monolagen van dierlijke cellen → cytopathische effecten (CPE) = typische beschadigingen per virus o microscopische of macroscopische degeneratieve veranderingen of abnormaliteiten in de gastheercellen primaire celcultuur: niet oneindig doorkweken continue cellijn: wel oneindig doorkweken inclusion bodies: klontering die eiwitten bevatten vorming van syncitia: fusie/versmelting van 2 naburige cellen KWEEK VIRUSSEN VAN BACTERIËN? Faagtherapie: virussen gebruiken om bacteriën te doden i.p.v. eindigende antibiotica BACTERIOFAGEN Meestal in bouillon of op agar gegroeide jonge culturen van bacteriën Reproductie virussen → bouillon wordt helder → plaques op de agar PLANTENVIRUSSEN Celculturen van plantencellen protoplast culturen Volledige planten VIROLOGIE HOOFDSTUK 1: DEEL 4 DETECTIE VAN VIRUSSEN OF VIRALE COMPONENTEN Hoe? Veel technieken beschikbaar Vier detectietechnieken: 1. Virussen zelf 2. Infectie 3. Virale antigenen 4. Virale NZ 1.DETECTIE VAN VIRUSSEN Electronenmicroscoop o Duur o Beperkte gevoeligheid o Toep: detectie rotavirus in faecesstaal (kleine kans in staal tegenkomen) 2.DETECTIE INFECTIE Celcultuur Alleen infectieuze virussen aantonen (die geïnteresseerd zijn in cellen) Detectie CPEs = cytopathogene effecten o Vb: poliovirussen, herpesvirussen 3.DETECTIE VIRALE ANTIGENEN (EIWITTEN/SPIKES) Mbv specifieke gelabelde antisera of monoklonale AL Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA): detecting viral antigens or antibodies 4. DETECTIE VIRALE NZ (NUCLEÏNEZUREN) Hybridisatie o Sequentie-specifieke DNA-probes § bv. op membraan na Southern (DNA) of Norternblotting (RNA) § bv. op dunne weefselsecties: in situ hybridisatie PCR (met real-time PCR ook quantificatie mogelijk) LABO-DIAGNOSTIEK COVID-19 1. RT-PCR = real-time PCR § Labotoestel  § 24u wachten https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/technical- guidance/laboratory-guidance 2. Aantonen Ag (resultaat binnen 15 min.?) https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2020/03/25/ziekenhuizen-gaan-nieuwe-snelle-belgische- coronatest-meteen-gebr/ 3. Aantonen AL in serum OPZUIVEREN VAN VIRUSSEN Verschillende manieren 1. differentiële centrifugatie en densiteits- gradiënt centrifugatie 2. precipitatie 3. Denaturatie van contaminanten 4. enzymatische digestie van gastheercel-componenten 1. Differentiële centrifugatie = centrifugeren in verschillende stappen (hoge g-waarde → lage g- waarde) 2. Densiteits gradiënt centrifugatie = 1. sucrose gradiënt (50% → 20 %) 2. Oplossing waaruit je virussen wil isoleren 3. Centrifugeren 4. Positioneren op basis van densiteit en sedimentatiecoëfficiënt  3. Differentiële precipitatie i. Meestal met behulp van ammonium sulfaat of polyethyleen glycol 1. Eerst lage concentratie ammoniumsulfaat à neerslag contaminerende eiwitten ed., virussen blijven in supernatans 2. Dan hogere concentratie ammoniumsulfaat à neerslag virussen 4. Denaturatie en precipitatie van contaminanten i. Met behulp van hitte, pH of organische solventen (butanol of chloroform) alle andere moleculen kapot maken en enkel virussen blijven intact 5. Enzymatische degradatie van cellulaire componenten i. proteasen en nucleasen alle andere moleculen kapot maken en enkel virussen blijven intact VIRUS ASSAYS = Bepaling aantal virussen in een staal 2 manieren: § direct = tellen virussen (enkel met elektronenmicroscoop) § indirect = meten van het effect van de aanwezigheid van virussen DIRECT § directe tellingen o Electronenmicroscoop o Bolletjes = beads (exacte hoeveelheid) o Staafjes = virus (hoeveel virusen per beads berekenen) INDIRECT 1. Hemagluttinatie: Bepaling hoogste verdunning van het virus dat rode bloedcellen doet samenklitten 2. Plaque assay 3. ID50 en LD50 4. RT-PCR AGGLUTINATIE Virussen die spikes op envelope hebben waardoor RBC gaan samenklitten PLAQUE ASSAYS Verdunningen van virus uitstaal uitplaten op monolaag cellen o Overgieten met laagje vloeibare agar o Aantal plaques tellen: plekken waar de cellaag aangetast of vernietigd is Resultaten uitdrukken in plaque-forming units (PFU) Eerst ontwikkeld voor het tellen van bacteriofagen Daarna voor dierlijke/menselijke virussen BEPALING ID 5 0 EN LD 5 0 Infectieuze dosis en lethale dosis assays o Bepaling van de kleinste hoeveelheid virussen die nodig is om infectie of dood van 50% van de blootgestelde cellen of proefdieren te veroorzaken o Resultaten worden uitgedrukt als ID50 of LD50 Determination of LD50 HOOFDSTUK 2: BACTERIOFAGEN FAGEN Horizontale genenoverdracht tussen bacteriën (conjugatie, transformatie, transductie) Enorme impact op populatie bacteriën Virulent / Gematigd (à profaag) lysogene convertie = bacterie die besmet is en verandert Belangrijkste faag families: zie dia VIRULENTE DUBBELSTRENGIGE DNA FAGEN: T-EVEN FAGEN VAN E. COLI lytische cyclus – Resulteert in barsten van de gastheercel en het vrijkomen van nieuwe virussen Het One-Step Growth Experiment 1. Mengen bacteriën en fagen 2. Korte incubatie (infectie) 3. Sterk verdunnen (vrijgekomen virussen kunnen geen nieuwe cellen infecteren) 4. Op regelmatige tijdstippen een staal nemen en het aantal virussen tellen Levenscyclus van de dsDNA faag T4 van E. coli Adsorptie op een specifieke receptor site Penetratie van de celwand Insertie van het virale NZ in de gastheercel transcriptie à vroeg mRNA translatie van vroeg mRNA resulteert in vroege eiwitten: betrokken bij synthese van faag DNA Vervolg… transcriptie à laat mRNA Translatie van laat mRNA resulteert in synthese van capside-eiwitten, eiwitten die instaan voor assemblage en eiwitten die nodig zijn bij de cel-lyse en het vrijkomen van nieuwe virussen Openbarsten cel en vrijkomen fagen ADSORPTIE EN PENETRATIE receptor sites – specifieke structuren op het oppervlak van de gastheercel waarop het virus kan binden  – Specifiek voor elk virus – Kunnen eiwitten zijn of lipopolysaccharides, techoine zuren enz. SYNTHESE VAN FAAG NZ EN EIWITTEN Meeste ds DNA virussen – DNA genoom is matrijs voor synthese mRNA – mRNA à eiwitten REPLICATIE BIJ DSDNA VIRUSSEN Het genoom van T4 Een groot deel van het genoom codeert voor eiwitten die instaan voor replicatie zoals: – eiwit subunits van zijn replisoom – enzymen nodig voor synthese van DNA Een aantal enzymen synthetiseren hydroxymethylcytosine (HMC), een gemodificeerd nucleotide dat cytosine vervangt in T4 DNA Synthese van T4 DNA bevat hydroxymethyl-cytosine (HMC) in plaats van cytosine Vervolgens wordt HMC geglucosyleerd HMC glucosylering Beschermt faag DNA tegen RE van de gastheer restrictie – Bacteriën gebruiken RE als verdediging tegen virale infecties Post synthese processen T4 DNA is terminaal redundant – base sequentie herhaald aan de uiteinden van het DNA – àvorming van concatameren Lange strengen DNA die bestaan uit verschillende kopieën van het genoom die achter elkaar geplakt zijn Assemblage van de fagen complex zelf-assemblage process Zowel virale eiwitten als gastheer-eiwitten Vrijkomen van de fagen bij T4 - E. coli infectie: ~150 nieuwe fagen komen vrij – twee eiwitten zijn bij dit proces betrokken T4 lysozyme valt de celwand van E. coli aan holine maakt gaten in het E. coli plasma membraan REPRODUCTIE VAN fX174: EEN + SSDNA VIRUS Rolling circle mechanisme = afrollen plasmide bobijntje? GEMATIGDE BACTERIOFAGEN EN LYSOGENIE gematigde fagen kunnen twee cycli volgen: – De lytische (zoals de virulente fagen) – De lysogene: in de gastheercel blijven zonder deze te vernietigen Wordt vaak gezien bij gematigde fagen; ze integreren hun genoom in het gastheergenoom LYSOGENIE Profaag: Geïntegreerd faag genoom lysogenen (lysogene bacteriën): Geïnfecteerde bacterie Lysogene bacteriën Immuun voor superinfectie Onder bepaalde omstandigheden zullen ze openbarsten en nieuwe fagen vrijkomen – inductie Lysogene conversie Verandering in het fenotype van de gastheer geïnduceerd door lysogenie – bv. verandering van de lipopolysaccharide structuur van Salmonella – bv. productie van het difterietoxine door Corynebacterium diphtheriae Lambda faag dsDNA faag lineair genoom met “cohesive ends” – Circulariseert na binnendringen in gastheercel Lambda faag DNA het DNA bevat 12 basen single-stranded cohesive ends circularisatie : complementaire basen Het Genoom van faag Lambda (l): zie dia De keuze: lysogene of lytische cyclus Afhankelijk van concentratie cII: – Veel cII à lysogene cyclus – Weinig à lytische cyclus Wat bepaalt concentratie? – Hoeveelheid nutriënten: weinig à cAMP ↑à cII ↑ – Infectiegraad: hoog à veel cII Vlak na infectie… Eerste EW = N (antiterminator = binding RNA-polymerase zowel op linkse als rechtse promotor, start transcriptie 2 kanten) – Bindt op PLen PR – à PL :cII/cIII à stimuleert repressor (cI) – àPR :cro à lytische cyclus Infectie door Lambda faag Twee bepalende eiwitten verschijnen na de infectie: – lambda repressor product van het cI gen blokkeert transcriptie van het cro gen en andere genen die betrokken zijn bij de lytische cyclus (onderdrukken virale genen) – Cro proteine product van het cro gen inhibeert transcriptie van het lambda repressor gen en van de genen achter PL (stimulatie lytische) Als de reprossor wint… Wordt de lysogene cyclus gevolgd Het lambda genoom wordt geïntegreerd in het gastheergenoom in een reactie gekatalyseerd door het enzyme integrase Bindt op de operator sites OR en OL , blockeert transcriptie van PR en PL promoters Cro proteine Als het Cro proteine wint; blokkeert het de synthese van de repressor en voorkomt de integratie van het lambda genoom in het gastheerchromosoom Lytische cyclus Cro stimuleert expressie late genen Circularisatie DNA Bidirectionele replicatie + rolling circle mechanisme à concatemeer: gekliefd thv.cos sites Verpakking Lyse gastheercel INDUCTIE getriggerd door een plotse daling van de concentratie lambda repressor – Veroorzaakt door UV-licht en chemicaliën die DNA beschadigen Beschadigd DNA verandert de activiteit van het RecA eiwit, dat zal reageren met de repressor waardoor deze zichzelf zal klieven excisionase – Bindt op het integrase – Zorgt ervoor dat het integrase zijn werking omkeert (faag DNA losgeknipt) TRANSDUCTION = the transfer of bacterial genes by viruses viruses (bacteriophages) can carry out the lytic cycle in which the host cell is destroyed or the viral DNA can integrate into the host genome, becoming a latent prophage Generalized Transduction any part of bacterial genome can be transferred occurs during lytic cycle during viral assembly, fragments of host DNA mistakenly packaged into phage head (limited capacity) ⇒ transducerend partikel (geen vermenigvuldiging meer, wel injectie bacterieel DNA) Specialized Transduction carried out only by temperate phages that have established lysogeny (in bacterieel chromosoom) only specific portion of bacterial genome is transferred occurs when prophage is incorrectly excised – à defectieve faag (meestal in bezit van enkele bacteriële genen bv gal en/of bio = lambdadgal of lambdadbio, maar niet meer in staat tot vervullen volledige virale cyclus  (stukje viraal DNA ontbreekt = “transducerend partikel”) (flankerend, ene gen of andere gen perongeluk mee) – à LFT lysaat (slechts klein deel van de fagen na lyse van de cellen zal een transducerend partikel zijn) BACTERIOFAAG GENOMEN De volledige DNA sequenties van >150 dsDNA bacteriofagen zijn bepaald bacteriofaag genomen vertonen mozaïek-patronen: – Er zijn een aantal steeds weerkerende sequenties met gelijkaardige functies Laterale genentransfer HOOFDSTUK 3: DEEL 1: VIRUSSEN VAN EUKARYOTEN EN ANDERE ACELLULAIRE AGENTIA TAXONOMIE VAN EUKARYOTE VIRUSSEN Basis van de klassificatie (7 klasses): Structuur genoom! Replicatie strategie Morfologie (naakt/enveloppe/vorm capside) Genetische verwantschap TAXONOMIE VAN DIERLIJKE DNA VIRUSSEN TAXONOMIE VAN DIERLIJKE RNA VIRUSSEN REPRODUCTIE VAN DIERLIJKE VIRUSSEN 1. Adsorptive (elk virus kan maar 1 soort cel infecteren met zijn spikes → perongeluk/toevallig) 2. penetratie en ontmanteling (binnendringen in cel en uit elkaar vallen)  3. Replicatie van virale NZ (controle overnemen) 4. Synthese en assemblage van virions 5. virion release ADSORPTIE Tropisme = voorkeur van virus voor bepaalde cellen (hepatotroop, neurotroop, …) Virussen binden enkel aan cellen die de juiste receptor hebben Glycoproteine (vaak als receptor) Typeren van het virus: zie dia 14 Voorkomen van deze receptoren varieert zowel op cel- als op weefselniveau PENETRATIE EN ONTMANTELING 2 mogelijke mechanismen: Fusie van enveloppe met celmembraan van de gastheer: zie dia 18 Endocytose: zie dia 19&20 ≠ bij bacteriofagen wordt enkel erfelijk materiaal geïnjecteerd doorheen celwand en capside blijft buiten gastheercel Soms wordt enkel het NZ geïnjecteerd (zelden) Mogelijkheid 1: Fusie met de membraan van de gastheer Mogelijkheid 2: Endocytose – virussen met een enveloppe & Endocytose – naakte virussen REPLICATIE VAN HET GENOOM EN TRANSCRIPTIE IN DNA VIRUSSEN vroege genen (vs late genen) Coderen voor EW (eiwitten) betrokken bij de overname van de gastheercel en de synthese van viraal DNA en RNA (late genen voor EW van structurele onderdelen) Replicatie van viraal DNA Meestal in de kern (want daar zit het materiaal om virus te maken) Synthese vroeg mRNA Meestal door RNA polymerase van de gastheer vb. 1) parvovirussen (+ ssDNA wordt onmiddelijk dsDNA) single-stranded DNA (ssDNA) virussen Klein genoom met overlappende genen (verschuiven van reading frame zorgt voor °verschillende eiwitte) o Coderen alleen voor capside eiwitten  Maken gebruik van enzymen van de gastheer voor alle biosynthetische processen o viraal DNA wordt alleen gerepliceerd tijdens de S-fase van de celcyclus (delen enkel bij celdeling van gastheercel zelf) dsDNA genomes: zie dia 29&30 vb. herpes simplex virus I: ds DNA 1. circulatie van genoom en transcriptie van directe vroege genen 2. alfa-proteïne, prodcuten van directe vroege genen stimuleren transcritpei van vroege genen → Gebruikt RNA polymerase van de gastheer voor synthese viraal mRNA 3. Beta-proteïne, producten van vroege genen, hebben een functie in DNA-replicatie, opbrengst van DNA en transcriptie late genen → Gebruikt viraal gecodeerd DNA polymerase voor de replicatie van het genoom 4. Gamma-proteïnen, producten van late genen nemen deel aan virion assemblage ⇒ gastheercel blijft lang leven want exocytose (natuurlijke weg naar buiten) vb. pokkenvirus: complex dsDNA Groot(ste), complex ds DNA virus draagt eigen DNA-afhankelijk RNA polymerase dat vroeg mRNA synthetiseert (volledige replicatie in cytoplasma = uniek) vb. Hepatits B-virus: Gapped dsDNA genomes Gapped: grotendeels dsDNA maar ook ssDNA Reverse transcriptase (proteïne) Genoom van Hepadnavirussen HEPADNAVIRUSSEN circulair, dsDNA genoom (niet volledig à repair gastheercel à cccDNA = covalently closed circular DNA) Transcriptie genoom door RNA polymerase gastheer o genereert verschillende mRNA moleculen Ø Oa. een groot RNA (pregenoom) pregenoom wordt omgezet in dsDNA door viraal reverse transcriptase REPLICATIE, TRANSCRIPTIE EN EIWITSYNTHESE IN RNA VIRUSSEN zeer diverse reproductieve strategieën Identification of RNA dependent RNA polymerases (=RdRP) (ons RNA-polymerase is DNA-afhankelijk) 3 soorten RNA-virussen: 1. – RNA: bevat RdRp → RNA zelf gecoat met proteïnen voor bescherming want kwetsbaar 2. + RNA: bevat geen RdRp → naakt want minder breekbaar (uitzondering: retrovirussen want ook fragile door lange strengen) 3. dsRNA: bevat RdRp → naakt Rules for viral RNA synthesis RNA genoom moet volledig gekopieerd worden zonder verlies Viraal mRNA moet geproduceerd worden dat door gastheerribosomen gebruikt kan worden voor translatie (+) STRAND RNA VIRUSES Al het +RNA wordt direct gebruikt als mRNA en getransleerd Vb. 1 poliovirus: + RNA naakt 3: Erfelijk materiaal komt vrij +ssRNA 4-6: Direct in 1 geheel als mRNA tot proteïnen 12: °capside-eiwitten 7: erfelijk materiaal (RNA) kopiëren 13: nieuwe poliovirussen Het +RNA wordt niet rechtstreeks gebruikt als mRNA à slechts gedeeltelijkà translatie tot oa RNA polymerase à -RNA à replicatie genoom à bijkomende productie mRNA Vb. 2 togavirus: + RNA Verschil: eerst het eerste stukje tot expressie daarna pas laatste stukje (vroege vs late eiwitten) Vroege (blauw): kopieëren erfelijk materiaal Late: structureel voor verpakking Vb. 3 Coronavirus: +RNA (zeer lange draad) Verschil: eiwitten OP RNA die zeer lange fragile draden beschermd Ook 2 shiften: vroege (voor nucleoproteïnes die RNA beschermen) vs late eiwitten (voor replicatie met RNA-polymerase) (-) STRAND RNA VIRUSES RNA in omgekeerde oriëntatie ⇒ kunnen niet starten met materiaal gastheer Zelf omzetting van -RNA naar +RNA ⇒ zelf RdRP 1) LINKS: 1 lange streng -RNA 1. Endocytose 2. Synthese mRNA: Erfelijk materiaal -RNA (ook beschermd door nucleoproteïnen) omzetten naar complementair mRNA (+RNA) 3. Onze ribosomen vertalen naar eiwitten (! Nucleoproteïnen moeten voldoende aanwezig zijn = N- eiwit) 4. Synthese genomisch RNA: Kopiëren erfelijk materiaal bij voldoende N-eiwit Verschil: normaal eerst erfelijk materiaal, hier andersom 2) RECHTS: meerdere korte strengen (Vb. Influenza→8) -RNA 1. Endocytose 2. Daling pH dus vrijgave in cytoplasma 3. Synthese mRNA: -RNA naar +RNA 4. Celkern cap matching(gaat opzoek naar host mRNA om 5’ cap er af te knippen en op zichzelf mRNA te plakken) 5. Transport naar cytoplasma 6. Onze ribosomen vertalen naar eiwitten (! Nucleoproteïnen moeten voldoende aanwezig zijn = N- eiwit) 7. ! Eiwitten belanden terug in celkern Eerst: caps matching en eerste productie eiwitten Daarna: voldoende p-eiwitten en RNA-polymerase voor nieuwe genomen en verpakking Nieuwe varianten die meerdere gastheren kan besmetten: 8 strengen van meerdere stammen door elkaar gehaald → recombinatie DSRNA VIRUSES Vb. rotavirus: dsRNA naakt RETROVIRUSSEN ssRNA dat omgezet wordt naar dsDNA met reverse transcriptase DNA integreren in gastheer (verstoppen zich) = pro-virus Immuunstimulans voor celactivatie activeert ook virus waardoor expressie HOOFDSTUK 3: DEEL 2 SYNTHESE EN ASSEMBLAGE VAN VIRALE CAPSIDEN late genen: coderen voor capside EW die spontaan assembleren om het capside te vormen Eerst worden lege procapsiden gevormd, vervolgens worden de NZ erin gebracht VIRION RELEASE Alle virale enveloppen zijn afkomstig van membranen van de gastheercel naakte virussen o Meestal vrij door lyse van de gastheercel (=openbarsting) Virussen met enveloppe o Vorming enveloppe en vrijkomen tegelijkertijd § Virale EW worden geïncorporeerd in het gastheermembraan § Het nucleocapside wordt tijdens het vrijkomen omgeven door een stukje membraan van de gastheer Release van virus via budding  1. Virus oriënteert zich in de cel naar buitenkant door gebruik te maken van het cytoskelet 2. Virale eiwitten (spikes) verzamelen zich op de plek van plasmamembraan waar virus capside naar buiten wil brengen door exocytose 3. Virus omgeven door virale spikes Veel virussen maken gebruik van actinefilamenten van de gastheer tijdens het vrijkomen Effecten virus op cel: enkele belangrijke begrippen: Een cel kan vatbaar zijn (juiste receptoren) maar wil niets zeggen over efficiëntie vermenigvuldiging (zelfs geen vermenigvuldiging) Een cel kan resistent ziijn (zonder receptoren) Een permissieve cel laat de vermenigvuldiging van virus toe Een cel moet vatbaar en permissief zijn om succesvolle vermenigvuldiging te krijgen Effecten op een vatbaren en permissieve cel ‘cytocidal infection’infectie die resulteert in de celdood (meestal) Beschadiging van de cel Mechanismen die leiden tot beschadigingen of celdood Inhibitie synthese DNA, RNA, en EW van de gastheer Schade aan de lysosomen o Vrijkomen van hydrolytische enzymen in de cel Verandering van het plasmamembraan o Kan leiden tot aanval van de geïnfecteerde cel door het immuunsysteem (beste) o Kan leiden tot vorming van een syncytium = naburige cellen versmelten andere mechanismen… toxiciteit door hoge concentraties virale EW Vorming van inclusion bodies = virale eiwitten zijn vreemd voor gastheercel en klonteren samen o Verstoring celstructuur Verstoringen van de chromosomen Transformatie in een kwaadaardige cel Acute versus persistente virale infecties acute infecties: Snel begin en relatief korte duur (beter voor volledig organisme want activatie afweersysteem) persistente infecties: Kunnen jaren duren (schuilhouders, geen activatie afweersysteem) Acute infectie: meeste virussen zijn kort en krachtig (meest onschuldig) Latente infectie: eens geïnfecteerd, levenslang drager (vaak opflakkeringen met of zonder symptomen) Persistente asymptomatische infectie: aantoonbaar toevallig maar geen symptomen (levenslang) Persistente pathogene infectie: chronisch en dodelijk (vb. HIV) Viruses that cause acute infections Influenza virus Poliovirus Measles virus Rotavirus Norovirus Inapparent acute infections = onzichtbare acute infectie Successful infections, no symptoms or disease Sufficient virus particles produced to spread in the population Well adapted pathogens (niet ziekmakend, wel verspreiding doordat gastheer dagelijkse zaken blijft doen en in contact komt met andere mensen ipv in bed) ->90% of poliovirus infections inapparent (volledig asymptomatisch bij volwassenen) Acute infections are common public health problems Serious epidemics affecting millions each year (influenza, norovirus) Acute infections are difficult problems: by the time you feel ill, the infection may be over and has spread Persistent infections Onvoldoende acitvatie afweersysteem Virus blijft aanwezig in lichaam met of zonder symptomen (levenslang) Moeilijk aantonen Elk virus heeft zijn eigen mechanisme Weinig of geen cytopathische effecten MOGELIJKE OORZAKEN VAN PERSISTENTE INFECTIES Integratie van het virale genoom in het gastheergenoom Mutatie in een minder virulente en/of trager reproducerende vorm Afwenden immuunafweer SOORTEN INFECTIES EN HUN EFFECTEN OP GASTHEERCELLEN (ZIE DIA 25) VIRUSSEN EN KANKER Tumor: Gezwel Neoplasie: Abnormale aangroei nieuwe cellen, te wijten aan verlies van regulatie celdeling Anaplasie: Terugkeer naar een meer primitief of minder gedifferentieerd stadium van de cel Metastase: uitzaaiing CARCINOGENESE complex, meerstaps proces Vaak te maken met oncogenen o kanker-veroorzakende genen o Betrokken bij regulatie celdeling en differentiatie sommige virussen zijn carcinogeen VIRUSSEN BETROKKEN BIJ HUMANE KANKERS MOGELIJKE MECHANISMEN WAAROP VIRUSSEN KANKER DOEN ONTSTAAN Virus (dsDNA) interfereert met tumorsuppressor p53, Rb,… Retrovirussen brengen oncogen in gastheergenoom insertie van een promoter of enhancer naast een cellulair oncogen ANDERE INFECTIEUZE AGENTIA A fundamental question: What is the minimum genome size needed to sustain an infectious agent VIROIDS (BIJ PLANTEN) = VIROÏDEN Circular ssRNA No protein coding regions No protective coat, yet migrate from host to host (no receptors required) (naakt en kwetsbaar) Replicate when introduced into plants SATELLITES (= HALFMISLUKTE VIRUSSEN) ssRNA, DNA, cRNA genomes Depend on helper virus for propagation (= vermenigvuldigen en verspreiden) Lack genes required for replication Satellite RNAs: Packaged by helper virus proteins, also rely on helper for replication. May or may not encode protein. Vb. Hepatitis D dat afhangt van hepatitis B (verergert ziekte) Vb. AAV = adeno-geassocieerd virus: o ssDNA klein o DNA-polymerase maakt dsDNA o Helper adenovirus voorziet belangrijke vroege eiwitten om te vermenigvuldigen o = ideale vector voor gentherapie (zonder helpervirus, DNA afleveren, geen vermenigvuldiging) Hepatitis delta virus Properties of viroid and satellite Helper virus is hepatitis B virus Increases severity of HBV liver disease PRIONEN = EIWITTEN (BESMETTELIJK EN DODELIJK) – PROTEINACEOUS INFECTIOUS PARTICLE Voorbeelden van degeneratieve ziektes bij dieren veroorzaakt door prionen bovine spongiform encephalopathy (BSE) of gekke-koeien-ziekte Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) en variant CJD (vCJD) kuru Huidig Model van het ziekteproces door prionen PrPC (prion protein) is aanwezig in “normale” vorm in gastheercel, de abnormale vorm van dit proteine is PrPSc Het binnendringen van PrPSc in dierlijke hersenen veroorzaakt een verandering van het normale PrPC proteine in een abnormale configuratie (PrPSc) Deze nieuwe PrPSc moleculen zullen op hun beurt andere normale moleculen omvormen in de abnormale vorm interacties tussen PrPSc en PrPC resulteren in crosslinking van PrPC moleculen à beschadiging en verlies neuronen Gekke-koeien-ziekte prionen veroorzaken bovine spongiform encephalopathy (BSE of gekke-koeien-ziekte) epidemische proporties in Engeland in 1990 Verspreiding infectie via veevoeder dat bestond uit gemalen hersenweefsel van besmet vee Variant Creutzfeldt-Jakob (vCJD) v. CJD Verschil in ziekte ligt in oorsprong o Eten besmet vlees kan variant Creutzfeldt-Jakob (vCJD) veroorzaken bij de mens o CJD kan ook veroorzaakt worden door een spontane mutatie in het gen dat codeert voor het prion eiwit Alle ziektes door prionen o Geen behandeling beschikbaar o Progressieve degeneratie van de hersenen en uiteindelijk dood Einde VACCINS WELKE ONWAARHEDEN CIRCULEREN OVER VACCINS? ‘verzwakt je eigen immuunsysteem’ ‘veroorzaakt mogelijk autisme’ ‘kinderen hebben dit niet nodig’ ‘de meeste gevaarlijke ziekten komen toch niet meer voor’ ‘het tast je DNA aan’ ‘het tast je vruchtbaarheid aan’ ‘het doormaken van een natuurlijke infectie is beter’ Large-scale vaccination campaigns can be successful A key concept about how vaccines work: Herd Immunity Maintenance of acritical level of immunity Herd immunity = population scale immunity = groepsimmuniteit Zwarte bollen: niet-gevaccineerd Rode bol: virus Groene bollen: wel-gevaccineerd HERD IMMUNITY = GROEPSIMMUNITEIT Virus spread stops when the probability of infection drops below a critical threshold The threshold is virus (e.g. R0) and population specific (R0 = besmettelijkheid) Smallpox: 80 - 85% (hoog percentage van bevolking vaccineren voor groepsimmuniteit) Measles: 93 - 95% No vaccine is 100% effective (geen/te weinig antistoffen ondanks spuitje) When 80% of population is immunized with measles, 76% of population is immune (4% niet geïmuniseerd) VACCINES CAN BE ACTIVE OR PASSIVE Active - instilling into the recipient a modified form of the pathogen or material derived from it that induces immunity to disease (activatie afweersysteem van person zelf) o Long term protection (duurzamer) Passive - instilling the products of the immune response (antibodies or immune cells) into the recipient (antistoffen toedienen) o Short term protection A NATURAL PASSIVE VACCINE Antistoffen afkomstig van moeder aan baby die bescherming bidet tijdens de eerste 6 maanden, na deze 6 maanden ontwikkelt kindje eigen antistoffen MANIER OM VACCINS TE MAKEN Attenuatie: virus beetje veranderen waardoor het verzwakt Inactivatie: virus inactiveren Fractionatie: virus kapot maken Kloneren: bacterie spike-eiwit laten produceren Viral vaccines licensed in the US INACTIVATED VACCINES Chemical procedures (e.g. formalin, β-propriolactone, nonionic detergents) Infectivity is eliminated, antigenicity not compromised Inactivated poliovirus vaccine, IPV Poliovirus treated with formalin to destroy infectivity 1954: National Foundation for Infantile Paralysis-sponsored clinical trial of Jonas Salk’s IPV, 1,800,000children >50%protection, results announced 12 April 1955, licensed same day Cutter incident Inactivated influenza vaccine = griepvaccin 3000-49000 deaths/yr in US due to influenza virus Vaccine: virus grown in embryonated chicken eggs, formalin-inactivated or detergentor chemically disrupted virions 75-100 million doses manufactured eachyear US 60% effective in healthy children and adults toediening zo kort mogelijk voor epidemische winterperiode WIE? Vooral mensen met verhoogd risico ouderen (> 65 jaar) patiënten met hart-, vaat-, long- en nieraandoeningen, diabetes, andere stofwisselingsziekten Owv complicaties, bv: door secundaire bacteriële infectie (S.aureus, S. pneumoniae, H.influenzae) DIAGNOSE (MEESTAL OBV SYMPTOMEN) Directigen FLU-A = EIA snelle test: detectie Influenza A in < 15 minuten (zelf halen apotheek) Snelle immunologische testen: aantoonbare neutraliserende en hemagglutinatie-remmende antistoffen in bloed RT-PCR EIGENSCHAPPEN VAN HET INFLUENZA-VIRUS. a) structuur b) pathogenese A) ORTHOMYXOVIRUS -ssRNA-virussen (8 strengen ssRNA; zeer fragiel; eigen RNA-polymerase; capside en enveloppe) Spikes (eiwitten in enveloppe Haemagglutinin (H) glycoprotein enables virus to attach to host cell 15 exist in nature H1, H2 and H3 most commonly associated with human infection Neuraminidase (N) glycoprotein enzyme essential for virus replication enables new virion to be released from host cell N1 and N2 most commonly associated with human infection B) PATHOGENESE Druppelinfectie: besmetting via inhalatie Incubatie: 1à 2 dagen: o binding aan luchtwegepitheelcellen dmv hemagglutinine-eiwitten die binden aan siaalzuur Endocytose → endosoom → daling pH → verandering hemagglutinine → versmelting enveloppe met endosoom → RNA-nucleocapside komt vrij in cytoplasma 8 ssRNA-moleculen → transport naar kern ‘cap snatching’: Viraal endonuclease verwijdert de ‘cap’-site van gastheer mRNA en ‘plakt’ dit aan het virale mRNA → correcte translatie mbv ribosomen 3 TYPEN VIRUSSEN (A, B EN C): VERSCHILLENDE EIGENSCHAPPEN Different types of flu viruses Flu viruses are divided into three main groups: Influenza A, B and C o A viruses – source of ‘ordinary’ flu epidemics and all pandemics o A viruses also infect birds and other animals such as pigs and horses o B and C viruses infect humans only INFLUENZA - B - VIRUSSEN Antigenen goed te onderscheiden van A alleen bij mens eens in de 3 à 4 jaar: epidemie in kleinere regio minder snelle verspreiding, lager ziektecijfer onafhankelijk of gelijktijdig met influenza-A-epidemie (dubbelinfecties vinden plaats) Dezelfde complicaties als bij A, minder frequent lagere mortaliteit dan A geen pandemieën, minder uitgesproken antigene shift = °nieuw griepvirus en drift = °natuurlijke mutatie griepvirus INFLUENZA - C - VIRUS Epidemiologie niet duidelijk geïsoleerd tijdens influenza-A en -B epidemieën ziektebeeld: verkoudheid geen ernstige complicaties Wat is het fenomeem 'antigene shift' en 'antigene drift'? antigene shift = plotseling verandering in genen waardoor nieuwe virusstam (A) antigene drift = geleidelijke mutaties in genen (A,B en C) INFLUENZA A - VIRUS Oorzaak meeste gevallen epidemische influenza (ook bij dieren: varkens, vogels, paarden) Thermolabiel antigene variatie: - antigene drift - antigene shift ANTIGENE STRUCTUUR Hemagglutinine: hechting virus aan targetcel aangetoond door hemagglutinatiereactie Neuraminidase: vrijkomen virus uit gastheercel CHANGE: ANTIGENIC DRIFT + SHIFT Particular characteristic that enables influenza A viruses to cause annual epidemics, even pandemics Type A viruses undergo frequent changes in their surface antigens or proteins o Minor changes - antigenic drift o Major changes - antigenic shift (geen puntmutatie maar grote wijziging; andere vorm) ANTIGENIC DRIFT Kleine wijziging vervanging 1 AZ in hemagglutinine of neuraminidase tgv.puntmutatie in RNA resistenter tegen bestaande immuniteit na aantal mutaties: niet meer functioneel of geen voordeel meer => grondige wijziging nodig nl. ANTIGENE SHIFT Major changes occur in the surface antigens of influenza A viruses Occurs by mutation or by ‘reassortment’ between viruses Changes are more significant than those associated with antigenic drift Changes lead to emergence of potentially pandemic strains by creating a virus that is markedly different from recently circulating strains Occurs in two ways: 1. Sudden ‘adaptive’ change during replication of a normal virus OR 2. From an exchange of genes between human strain of an influenza A virus and an animal strain = ‘intermolecular recombination’ Oorzaak pandemie 1919: Spaanse griep: 1/2 wereldbevolking, 22 miljoen doden! 1969: Aziatische griep (Hong-Kong-griep): 51 miljoen gevallen, 80.000 doden hoogst waarschijnlijk afkomstig uit dierlijk reservoir https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2022/12/21/vogelgriep-is-nu-een-endemie/ Antigenic drift and shift Drift - 2003 From Influenza A (H3N2), Panama strain To Influenza A (H3N2), Fujian strain Shift – 1957 From Influenza A (H1N1) variants To Influenza A (H2N2) ‘Asian’ flu → totaal andere spike Shift – 2009 De Mexicaanse griep, of Influenza A (H1N1) of varkensgriep 1 fluenza A tegelijkertijd in onze cellen (geen tweede virus) bij dierlijke cellen (varkens en bogels) kunnen 2 stammen tegelijkertijd binnenkruipen; elke stam 8 strengen die vrijkomen in cytoplasma en worden dus gemixt → °totaal nieuwe combinatie LUCHTWEGINFECTIES: MAZELEN, BOF, VARICELLA Een kind komt bij de dokter met hoge koorts (>40°C), een diepe hoest en rode vlekjes over heel het lichaam. a) Over welk virus gaat het? b) Hoe werd het kind besmet? mazelen: o -ssRNA (muteert niet) o Paramyxoviridae (bovenste slijmvliezen) o Nucleocapside + dikke enveloppe met talrijke korte uitsteeksels (Haemaglutinine en Fusie-eiwitten) o Temperatuurgevoelig o slechts één antigen type bekend! (niet hervaccineren) via luchtwegen of conjunctiva WELK VIRUS KAN DE ZOGENAAMDE 'VLEKKEN VAN KOPLIK' VEROORZAKEN? SYMPTOMEN MAZELEN hoge koorts (30-40°C) droge diepe hoest algemene malaise, koude rillingen, transpiratie, sufheid, hoofdpijn, ijlen 1 à 2 dagen na begin koorts, voor het verschijnen van de rash: karakteristieke Koplik-vlekken: kleine witte vlekjes meestal in mond (bij 30% van de patiënten) COMPLICATIES veroorzaakt door virus en/of door secundaire bacteriële infectie otitis media (= oorontsteking) en pneumonie encefalitis (=ontsteking hersenen): 1/1000, mortaliteit van 15%, overlevenden soms blijvende letsels zoals epilepsie heel zeldzaam: 'subacute scleroserende panencephalitis' = 10 jaar na mazelen plots overlijden 7 – 10 jaar na infectie met mazelenvirus => progressief verlies cerebrale functies => na 6-12 maanden: coma en dood VACCINATIE! GEATTENUEERD The measles-mumps-rubella vaccine forms part of the basic vaccination schedule. This vaccine has been offered to all infants at the age of twelve months in Belgium since 1985 and a second dose at the age of ten years has been offered since 1995. Two doses provides optimal protection, generally for life Een kind komt bij de dokter met twee pijnlijke bolle wangen... a) over welk virus gaat het? b) hoe werd het kind besmet? A) BOF (ENGELS: ‘MUMPS’) Hoort tot de familie van de Paramyxoviridae Enveloppe -ssRNA Vaccin minder effecties dan mazelen B) SPEEKSELDRUPPELTJES patiënt besmettelijk vanaf 5 dagen voor optreden symptomen tot 9 dagen erna ook urine kan bron besmetting zijn: 80% patiënten scheiden bij begin parotitis virus via urine uit, gedurende 5 dagen mens = enig reservoir Vnl kinderen: 30% subklinisch (nog niet waarneembaar), maar wel besmettelijk! Waarvan komt de term 'dikoor'? a) welk virus is de verwekker? Bof-virus b) verklaar het ziektebeeld  Infectie bovenste LW en lymfeknopen Viremie = virus in bloed verspreiding naar parotisklieren, pancreas, testis ovarium en CZS Koorts, spierpijn, malaise, zwelling parotis- klieren o eerst langs één kant, na 5-tal dagen aan 2 kanten Bof à aantasting speekselklieren ('Parotide-klier') Waarom is 'bof' gevaarlijker voor jongetjes dan voor meisjes? complicatie: meningo-encefalitis en orchitis (onvruchtbaarheid door ontsteking teelballen) LABORATORIUMDIAGNOSTIEK Normaal niet nodig Bij twijfel door niet-specifieke symptomatologie of atypisch verloop één van de weinige virussen die op later tijdstip van de aandoening nog met redelijk succes zijn te isoleren! Speeksel, serum, urine en cerebrospinaal vocht virus sterk temperatuurgevoelig! => snelle overdracht / vervoer in droogijs Celcultuur → aflezen cytopathologisch effect na 3-7 dagen PCR aantonen IgM in speeksel of serum of viervoudige titerstijging IgG in serum of speeksel Immuniteit Na infectie: levenslange immuniteit pasgeboren kind blijft 6-8 maanden beschermd door aanwezigheid van passief via de placenta verkregen antistoffen van de moeder Vaccinatie! à Vaak 2 x à Niet altijd vorming voldoende AL (wel genoeg om epidemie te voorkomen) à 2008: uitbraak BOF in ‘Bijbelgordel’ in NL Een kind van 4 jaar heeft last van kleine jeukende blaasjes op het gezicht en de romp. Deze verdwijnen na een tiental dagen... a) Over welk virus gaat het? b) Hoe werd het kind besmet? c) Wat is de behandeling? a) Varicella Zoster → blijft levenslang in lichaam à Wijnpokken – zona (gordelroos) à Zeer besmettelijk à Primaire infectie: 2 – 7 jaar  à varicella-zoster virus hoort bij Herpesviridae b) druppelinfectie c) acyclovir (=antiviraal medicijn) of vaccinatie PROPERTIES VZV Belong to the alphaherpesvirus subfamily of herpesviruses Double stranded DNA enveloped virus Genome size 125 kbp, long and short fragments with a total of 4 isometric forms. One antigenic serotype only, although there is some cross reaction with HSV. EPIDEMIOLOGY Primary varicella is an endemic disease. Varicella is one of the classic diseases of childhood, with the highest prevalence occurring in the 4 - 10 years old age group. Varicella is highly communicable, with an attack rate of 90% in close contacts. Most people become infected before adulthood but 10% of young adults remain susceptible. PATHOGENESIS The virus is thought to gain entry via the respiratory tract and spreads shortly after to the lymphoid system. After an incubation period of 14 days, the virus arrives at its main target organ, the skin. Following the primary infection, the virus remains latent in the cerebral or posterior root ganglia. In 10 - 20% of individuals, a single recurrent infection occurs after several decades. The virus reactivates in the ganglion and tracks down the sensory nerve to the area of the skin innervated by the nerve, producing a varicellaform rash in the distribution of a dermatome. VARICELLA / WIJNPOKKEN Primary infection results in varicella (chickenpox) Incubation period of 14-21 days Presents fever, lymphadadenopathy. a widespread vesicular rash. The features are so characteristic that a diagnosis can usually be made on clinical grounds alone. Complications are rare but occurs more frequently and with greater severity in adults and immunocompromised patients. Most common complication is secondary bacterial infection of the vesicles. Severe complications which may be life threatening include viral pneumonia, encephalititis, and haemorrhagic chickenpox. LUCHTWEGINFECTIES: VERKOUDHEIDSVIRUSSEN VERKOUDHEID Infectie bovenste LW: niezen, lopende neus, keelpijn, sinusitis, hoofdpijn, koorts... Verwekkers: divers  Rhinovirussen (+ssRNA) Adenovirussen (dsDNA) Parainfluenzavirussen (-ssRNA) Influenza virussen (-ssRNA) → enige ernstig Coronavirussen (+ssRNA) CORONAVIRUSSEN MERS (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus, MERS-CoV): 2012 SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS-CoV): 2003 SARS-CoV-2 dat verantwoordelijk is voor COVID-19 (Corona disease 2019). SARS = Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirussen +ssRNA Enveloppe met spikes Zichzelf uitgedoofd MERS = Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus SARS-CoV-2 dat verantwoordelijk is voor COVID-19 Oorsprong? Vleermuizen en onbekende intermadiaire host Virus muteert besmettelijker maar minder ernstig (gastheer blijft onder mensen komen want niet ziek = baat voor virus om te verspreiden) LABODIAGNOSTIEK 1. RT-PCR (gevoelig en kwantitatief, maar duur en gespecialiseerd) 2. Aantonen Ag (resultaat binnen 15 min.?) (goedkoop, snel en niet gespecialiseerd, maar niet gevoelig) 3. Aantonen AL in serum (niet zinvol tijdens acute infectie want onvoldoende Al om te detecteren) Op de neonatologie is men zeer bevreesd voor een virus dat ernstige luchtweginfecties kan veroorzaken. a) over welk virus gaat het? b) beschrijf de pathogenese c) is er een behandeling? RESPIRATOIR SYNCYTIEEL VIRUS (RSV) Gevaarlijkste verwekker van lage luchtweginfectie bij kleine kinderen! Eigenschappen virus o Paramyxoviridae o RNA-virus (ssRNA-) + enveloppe met 2 glycoproteïnen F-spike (fusie-eiwit) à fusie envelop met gastheercel + induceert fusie plasmamembranen perifere cellen à syncitia G-spike à binding aan gastheercel karakteristiek syncytiaal CPE (pseudo-reuscellen) op celculturen temperatuursgevoelig  geen mutaties Geef de eigenschappen van het Respiratoir Syncytieel Virus en verklaar de pathologie BESMETTING EN KLINISCHE VERSCHIJNSELEN handen en druppelinfectie Invasie virus à muceuze membraan neus en larynx => rhinopharyngitis = verkoudheid (soms ook otitis) + koorts kan afdalen naar trachea, bronchi, bronchioli en alveoli => ernstige longinfecties o uitz: bacteriële complicatie (meestal Haemophilus influenzae) vooral jonge kinderen, milder op latere leeftijd Tijdens 1ste levensmaanden: immuunstatus en leeftijd belangrijke rol jaarlijkse epidemieën => baby’s heel gevoelig en hoge besmettelijkhei West-Europa: meestal herfst (gedurende 3-5 maanden), nog nooit in zomer DIAGNOSE EN BEHANDELING Diagnose dmv snelle test kits RT-PCR! Behandeling: o Ribavirine (aërosol) o Preventie door hygiëne Verklaar de naam van het gevaarlijke en besmettelijke virus dat longontsteking kan veroorzaken bij kleine kinderen Respiratoir à Luchtwegen Syncytieel à vorming syncitia (grote versmeltingen cellen) Virus LABORATORIUMDIAGNOSTIEK KWEEK zo snel mogelijk na begin ziekte labiel! Beste cellen voor kweek: continue heteroploïde cellijnen van menselijk weefsel, vb: HeLa-cellen karakteristieke vorming syncitium na 4-7 dagen aantoonbaa identificatie virus met specifiek antiserum IMMUNOFLUORESCENTIE Snelle diagnostiek virusspecifieke monoklonale antistoffen + immunofluorescentie op nasofaryngeaal secreet Rapid antigen test  Snel resultaat: < 1 uur Sensitiviteit : +- RT-pcr Resultaat na enkele uren Zeer hoge gevoeligheid Een 8-jarige komt bij de dokter en heeft last van huiduitslag en lichte koorts. De huiduitslag is echter na drie dagen al verdwenen. a) welk virus is het? b) hoe werd het kind besmet? c) behandeling? A) RUBELLA, RODE HOND, KINDERZIEKTE (5-9 JAAR) B) DRUPPELINFECTIE Virus dringt binnen via slijmvliezen bovenste LW primaire vermenigvuldiging in cervicale lymfeknopen na een week virus in bloed na 2 weken antistoffen + huiduitslag (immunologische aard) grieperig, milde koorts, huiduitslag: slechts 3 dagen BEHANDELING vaccinatie geen behandeling (tijdens zwangerschap => therapeutische abortus om congenitaal rubella syndroom te vermijden!) RUBELLA VIRUS +ssRNA Togaviridae Enveloppe + spikes Geen mutatie dus eenmalige vaccinatie = levenslange bescherming CONGENITAAL RUBELLA SYNDROOM (CRS) Viremie bij moeder => besmetting placenta en foetus vertraging vermenigvuldiging foetale cellen => gestoorde organogenese (= vorming organen) hoe vroeger infectie, hoe ernstiger gevolgen: o miskraam o congenitale afwijkingen (hart, ogen, gehoor) o ‘late onset disease’ (psychomotorische achterstand, gehoorvermindering): slechts na jaren duidelijk Een zwangere vrouw is in contact geweest met een Rubella-patiënt. a) Waarom kan dit gevaarlijk zijn? b) Wat zal men onderzoeken en waarom? A) congenitaal rubella-syndroom LABORATORIUMDIAGNOSE SEROLOGIE = ENIGE ZEKERE DIAGNOSE o Eerste bloedmonster afnemen zo snel mogelijk afnemen o tweede monster 10-14 dagen later o tenminste viervoudige titerstijging: recente infectie met rubellavirus o onderscheid tussen primaire infectie en reïnfectie dmv.onderzoek naar rubella-specifieke IgM- antistoffen o IgM gevormd tijdens primaire infectie (recente infectie) o vanaf 1 tot 4 dagen na exantheem aantoonbaar gedurende ten minste 4 à 5 weken o IgG later gevormd, blijven levenslang aanwezig => immuniteit o vaststellen congenitale infectie door aantonen virus-specifieke IgM-antistoffen in navelstrengbloed of bloed dat binnen 3 weken na geboorte is afgenomen INFECTIES VIA DIRECT CONTACT DEEL 1: HERPESVIRUSSEN HSV-1 Welk virus veroorzaakt koortsblaasjes? Herpes simplex type I-virus (HSV-1) PROPERTIES OF HERPESVIRUSES Enveloped dsDNA viruses Three subfamilies (PCR onderscheiding): Alphaherpesviruses: HSV-1 (= koortsblaasjes), HSV-2 (= genitale koortsblaasjes), VZV (varicella zoster virus = wijnpokken) Betaherpesviruses: CMV (= cytomegalovirus), HHV-6 , HHV-7 (= humaan herpes virus, asymptomatisch) Gammaherpesviruses: EBV (= epstein barr virus, klierkoorts), HHV-8 Set up latent or persistent infection following primary infection (levenslang drager asymptomatisch → verstoppen in CZ waardoor niet detecteerbaar) Reactivation are more likely to take place during periods of immunosuppression (opflakkering bij verzwakking) Both primary infection and reactivation are likely to be more serious in immunocompromised patients. PATHOGENESIS During the primary infection, HSV spreads locally and a short-lived viraemia occurs, whereby the virus is disseminated in the body. Spread to the to craniospinal ganglia occurs (= ter hoogte van hoofd verstoppen) The virus then establishes latency in the craniospinal ganglia. 1. The exact mechanism of latency is not known, it may be true latency where there is no viral replication or viral persistence where there is a low level of viral replication. Reactivation - It is well known that many triggers can provoke a recurrence. These include physical or psychological stress, infection; especially pneumococcal and meningococcal, fever, irradiation; including sunlight, and menstruation. KOORTSBLAASJES / COLD SORES… clinical manifestations 1. besmetting via direct contact met virus (blaasje) = primaire infectie o gingivostomatitis –lips, mouth, and gums 2. latent (ganglion van nervus Trigeminus) 3. opflakkering à perifere zenuw à koortsblaasjes 4. meestal mond / soms oog (keratitis) à blindheid lifetime latency develops, with periodic reactivation in times of stress treatment, prevention, and control rapid diagnostic tests acyclovir (= middel voor alle herpesvirussen) and other antiviral agents OCULAR HERPES HSV causes a broad spectrum of ocular disease, ranging from mild superficial lesions involving the external eye, to severe sight-threatening diseases of the inner eye. Welk virus veroorzaakt genitale herpes? Beschrijf en verklaar het verloop van de infectie. HSV-2 Morfologie identiek aan type 1 Symtomen onder gordel caused by herpes simplex type 2 linear dsDNA enveloped virus transmitted sexually and to infant during vaginal delivery (congenital or neonatal herpes) clinical manifestations fever, burning sensation, genital soreness, and blisters in infected area  blisters heal spontaneously, but virus remains latent and is periodically reactivated can be treated with antiviral drugs (e.g., acyclovir) EPIDEMIOLOGY Generally HSV-1 causes infection above the belt and HSV-2 below the belt. In fact, 40% of clinical isolates from genital sores are HSV-1, and 5% of strains isolated from the facial area are HSV-2. This data is complicated by oral sexual practices. Following primary infection, 45% of orally infected individuals and 60% of patients with genital herpes will experience recurrences. LABORATORY DIAGNOSIS Direct Detection Electron microscopy of vesicle fluid - rapid result but cannot distinguish between HSV and VZV Immunofluorescence of skin scrappings - can distinguish between HSV and VZV PCR - now used routinely for the diagnosis of herpes simplex encephalitis (hersenen) Virus Isolation HSV-1 and HSV-2 are among the easiest viruses to cultivate. It usually takes only 1 - 5 days for a result to be available (makkelijke kweek) Serology Not that useful in the acute phase because it takes 1-2 weeks for before antibodies appear after infection. Used to document to recent infection. (ballooning = opbollen van losgekomen cellen in cultuurfles) Welke virussen kunnen 'klierkoorts' veroorzaken? Verklaar de naam van de ziekte en het verloop van de infectie. EPSTEIN BARR VIRUS (EBV) MONONUCLEOSIS (INFECTIOUS) caused by Epstein-Barr virus (EBV) herpes virus icosahedral with envelope dsDNA infects B cells (transformatie naar kankercellen → afweersysteem elimineert) also associated with Burkitt’s lymphoma and nasopharyngeal carcinoma (kanker) spread by mouth-to-mouth contact (2 pieken: kind & puber) EPIDEMIOLOGY Two epidemiological patterns are seen with EBV. 1. In developed countries, 2 peaks of infection are seen : the first in very young preschool children aged 1 - 6 and the second in adolescents and young adults aged 14 - 20 Eventually 80-90% of adults are infected. 2. In developing countries, infection occurs at a much earlier age so that by the age of two, 90% of children are seropositive. The virus is transmitted by contact with saliva, in particularly through kissing. PATHOGENESIS Once infected, a lifelong carrier state develops whereby a low grade infection is kept in check by the immune defenses. Low grade virus replication and shedding can be demonstrated in the epithelial cells of the pharynx of all seropositive individuals. EBV is able to immortalize B-lymphocytes in vitro and in vivo Furthermore a few EBV-immortalized B-cells can be demonstrated in the circulation which are continually cleared by immune surveillance mechanisms. EBV is associated with several very different diseases where it may act directly or one of several co- factors. DISEASE ASSOCIATION 1. Infectious Mononucleosis (= klierkoorts) 2. Burkitt's lymphoma (meest voorkomende kanker bij kinderen in Afrika) 3. Nasopharyngeal carcinoma … INFECTIOUS MONONUCLOSIS Primary EBV infection is usually subclinical in childhood. However in adolescents and adults, there is a 50% chance that the syndrome of infectious mononucleosis (IM) will develop. IM is usually a self-limited disease (= uitzieken) which consists of fever, lymphadenopathy and splenomegaly. In some patients jaundice (= geelzucht) may be seen which is due to hepatitis. Atypical lymphocytes (= groot en grillig) are present in the blood. Complications occur rarely but may be serious e.g. splenic rupture, meningoencephalitis, and pharyngeal obstruction. In some patients, chronic IM may occur where eventually the patient dies of lymphoproliferative disease or lymphoma. Diagnosis of IM is usually made by the antibody test and/or detection of EBV IgM. There is no specific treatment. BURKITT’S LYMPHOMA (1) Burkitt's lymphoma (BL) occurs endemically in parts of Africa (where it is the commonest childhood tumour) and Papua New Guinea. It usually occurs in children aged 3-14 years. It respond favorably to chemotherapy. It is restricted to areas with holoendemic malaria. Therefore it appears that malaria infection is a cofactor. Multiple copies of EBV genome and some EBV antigens can be found in BL cells and patients with BL have high titres of antibodies against various EBV antigens. Wat is 'CMV'? Waarvoor staat de afkorting? Verklaar de naam. Cellen zwellen op bij infectie + °brokken (= inclusion bodies) → makkelijke herkenning CYTOMEGALOVIRUS (CMV) CYTOMEGALOVIRUS INCLUSION DISEASE caused by human cytomegalovirus (HCMV) dsDNA virus enveloped icosahedral capsid causes formation of intranuclear inclusion bodies and cytoplasmic inclusions virus shed in semen and cervical solutions can also be transmitted by blood transfusions and organ transplants PROPERTIES Belong to the betaherpesvirus subfamily of herpesviruses double stranded DNA enveloped virus EPIDEMIOLOGY CMV is one of the most successful human pathogens, it can be transmitted vertically or horizontally usually with little effect on the host. Transmission may occur in utero, perinatally or postnatally. Once infected, the person carries the virus for life which may be activated from time to time, during which infectious virions appear in the urine and the saliva. (in alle lichaamsvochten) Reactivation can also lead to vertical transmission. It is also possible for people who have experienced primary infection to be reinfected with another or the same strain of CMV, this reinfection does not differ clinically from reactivation. (ook dan gevaar voor baby bij zwangerschap) In developed countries with a high standard of hygiene, 40% of adolescents are infected and ultimately 70% of the population is infected. In developing countries, over 90% of people are ultimately infected. PATHOGENESIS Once infected, the virus remains in the person for life and my be reactivated from time to time, especially in immunocompromised individuals. The virus may be transmitted in utero, perinatally (= tijdens bevalling/borstvoeding), or postnatally. Perinatal transmission occurs. Perinatal infection is acquired mainly through infected genital secretions, or breast milk. Overall, 2 - 10% of infants are infected by the age of 6 months worldwide. Perinatal infection is thought to be 10 times more common than congenital infection. Postnatal infection mainly occurs through saliva. Sexual transmission may occur as well as through blood and blood products and transplanted organ. CLINICAL MANIFESTATIONS Congenital infection - may result in cytomegalic inclusion disease Perinatal infection - usually asymptomatic Postnatal infection - usually asymptomatic. However, in a minority of cases, the syndrome of infectious mononucleosis may develop which consists of fever, lymphadenopathy, and splenomegaly. The EBV antibody test is negative although atypical lymphocytes may be found in the blood. Immunocompromised patients such as transplant recipients and AIDS patients are prone to severe CMV disease such as pneumonitis, retinitis, colitis, and encephalopathy. Reactivation or reinfection with CMV is usually asymptomatic except in immunocompromised patients. CONGENITAL INFECTION Defined as the isolation of CMV from the saliva or urine within 3 weeks of birth. Commonest congenital viral infection, affects 0.3 - 1% of all live births. The second most common cause of mental handicap after Down's syndrome and is responsible for more cases of congenital damage than rubella. Transmission to the fetus may occur following primary or recurrent CMV infection. 40% chance of transmission to the fetus following a primary infection. May be transmitted to the fetus during all stages of pregnancy. CYTOMEGALIC INCLUSION DISEASE CNS abnormalities - microcephaly, mental retardation, spasticity, epilepsy, periventricular calcification. Eye - choroidoretinitis and optic atrophy Ear - sensorineural deafness Liver - hepatosplenomegaly and jaundice which is due to hepatitis. Lung - pneumonitis Heart - myocarditis Thrombocytopenic purpura, Haemolytic anaemia Late sequelae in individuals asymptomatic at birth - hearing defects and reduced intelligence. LABORATORY DIAGNOSIS (1) Direct detection biopsy specimens may be examined histologically for CMV inclusion antibodies or for the presence of CMV antigens. However, the sensitivity may be low. The pp65 CMV antigen test is now routinely used for the rapid diagnosis of CMV infection in immunocompromised patients. PCR for CMV-DNA is used in some centers but there may be problems with interpretation. Virus Isolation conventional cell culture is regarded as gold standard but requires up to 4 weeks for result. More useful are rapid culture methods such as the DEAFF (detection of early antigen fluorescent foci) test which can provide a result in 24-48 hours. Serology (pas na paar weken titer hoog genoeg dus symtomen weg) the presence of CMV IgG antibody indicates past infection. The detection of IgM is indicative of primary infection although it may also be found in immunocompromised patients with reactivation. RAPID CULTURE TECHNIQUES Rapid culture techniques are available whereby viral antigens are detected 2 to 4 days after inoculation. The CMV DEAFF test is the best example, whereby The cell sheet is grown on individual cover slips in a plastic bottle. Following inoculation, the bottle then is spun at a low speed for one hour (to speed up the adsorption of the virus) and then incubated for 2 to 4 days. The cover slip is then taken out and examined for the presence of CMV early antigens by immunofluorescence. Cytopathic Effect of CMV INFECTIE VIA DIRECT CONTACT OPDRACHT 2: HEPATITIS Wat zijn 'hepatotrope' virussen? Geef 3 voorbeelden. Hepatotroop = virussen die hepatocyten kunnen infecteren HEPATITIS inflammation of liver caused by 12 different viruses 2 herpesviruses—Epstein-Barr virus (EBV) and cytomegalovirus (CMV) (secundaire hepatitis) 10 hepatotropic viruses (primaire hepatitis = zullen eerst lever viseren) EBV AND CMV cause mild, self-resolving disease Secondary hepatitis no permanent hepatic damage signs and symptoms include fatigue, nausea, and malaise PRIMARY HEPATOTROPIC VIRUSES Tegen welk virus dat overgedragen kan worden via bloed, worden werknemers uit de gezondheidszorg ingeënt? Beschrijf de pathogeniciteit van dit virus. HEPATITIS B Geef de eigenschappen van het Hepatitis B virus. Wat is het verschil met Hepatitis A en D? Volledige virion (Dane-partikel): bolvormig met diameter van 42 nm circulair dsDNA (gapped dsDNA), viraal DNA-polymerase (reverse transcriptase) HBsAg = Hepatitis B surface Antigen (komt in overmaat in bloed voor als aparte partikeltjes, bevatten dus geen DNA en zijn niet besmettelijk op zich): spikes in enveloppe circulair, dsDNA genoom (niet volledig → repair gastheercel) → cccDNA Transcriptie genoom door RNA polymerase gastheer → Een groot RNA (pregenoom) pregenoom wordt omgezet in dsDNA door viraal reverse transcriptase PATHOLOGIE Incubatieperiode: 2 - 6 maanden 1/2 gevallen verloopt infectie subklinisch of met minimale symptomen voornaamste oorzaak van fulminante hepatitis OVERDRACHT In hoofdzaak bloed: parenteraal (naalden), via verwondingen in huid en slijmvlies seksueel contact (microhoeveelheden bloed via microverwondingen) RISICO-GROEPEN Patiënten en personeel van hemodialyse-eenheden, patiënten die stollingsfactoren ontvangen, mannelijke homoseksuelen en drugspuiters en familieleden ziekenhuisstaf, andere gezondheidswerkers pasgeborenen van moeders die acute HB doormaken in laatste trimester zwangerschap: overdracht tijdens geboorte of kort daarna Welk virus wordt in verband gebracht met de ontwikkeling van leverkanker op lange termijn? Hepatitis B HEPATOMA (HEPATOCELLULAIR CARCINOMA) HBV: voornaamste oorzaak van hepatoma meest frequente vorm van kanker bij mannen in Afrika en gedeelten van Azië, zeldzaam in Europa VACCIN HBV vaccine (kankervaccin) Hepatitis Bvirus (HBV) - HBsAg protein produced in yeast Assembles into empty particles Een patiënt wordt opgenomen met ernstige diarree en een lichte gele kleur. Enkele weken voordien is hij op vakantie geweest in Tunesië. Wat is de diagnose? HEPATITIS A (HAV) icosahedral, naked virus positive strand ss RNA (1 streng) spread by fecal-oral contamination of food, drink, or shellfish ZIEKTEBEELD clinical manifestations (maag-darmklachten) usually mild intestinal infection o anorexia, general malaise, nausea, diarrhea, fever, and chills occasionally viremia occurs leading to liver infection o jaundice treatment, prevention, and control immunodiagnostic tests for HAV antibodies simple hygienic measures, sanitary disposal of excreta, and killed HAV vaccine VERSCHIL PATHOLOGIE HEPATITIS B:  incubatietijd: 2 à 6 weken transmissie: faeco-oraal HEPATITIS C Transmissie via bloedtransfusies ‘posttransfusiehepatitis’ kan overgaan in chronische vorm => levercirrose en levercelcarcinoom EIGENSCHAPPEN Enveloppe + ss RNA grootte: 50-60 nm PATHOLOGIE Incubatieperiode: sterk wisselend (30-150 dagen) verloopt aanvankelijk mild rol HCV onduidelijk bij ontwikkeling hepatitiscarcinoom EPIDEMIOLOGIE Europa: < 1% Middellandse Zee: 1,5% risico-groepen: polytransfusies, hemofiliepatiënten, intraveneuse druggebruikers transmissie: bloed- of bloedprodukten, sexueel contact? PREVENTIE Controle bloeddonaties op aanwezigheid antistoffen tegen HCV nog geen vaccin HEPATITIS D (DELTA-HEPATITIS) HDV (delta-agens): 35 nm Klein -ss RNA, omgeven door delta-antigeen (HDAg) en HBsAg HDV: defectief virus (vermenigvuldigt zich alleen in cellen waar tevens HBV aanwezig is) bescherming (vaccinatie) tegen HBV is tegelijk bescherming tegen HDV (D samen met B verergert infectie) HEPATITIS E spread in contaminated drinking water Leverinfectie Meestal asymptomatisch of milde klachten Symptomen gelijken op hepatitis A: jaundice, fever, abdominal pain, fatigue Onderliggende aandoeningen verhogen risico symptomatische infectie HEPATITIS F, HEPATITIS G VIRUS (HGV), AND TRANSFUSION-TRANSMITTED VIRUS (TTV) newly discovered hepatides; little known about them HFV – fulminant, posttransfusion hepatitis hepatitis G – syncytial, giant-cell hepatitis DIRECTE INFECTIES OPDRACHT 3: BUIKGRIEP Welk virus kan een zeer besmettelijke vorm van buikgriep veroorzaken (in of op bv. cruiseschepen, bejaardentehuizen, creches...)? Verklaar ook waarom het zo moeilijk te bestrijden is? NOROVIRUS → CALICIVIRIDAE + ssRNA Naakt! ZEER RESISTENT! PATHOGEEN VERMOGEN Besmetting: faeco-oraal/indirect/aërogeen Dunne darm Acuut: 12 à 18 u na infectie Duur: 2 à 3 dagen Ook asymptomatische infecties Geen immuniteit (mutaties) DIAGNOSTIEK Staal: faeces/braaksel Geen kweek (zebravisjes?) (want geen geschikte cellen) RT-PCR EIA: aantonen virus Ag minder gevoelig Tegen welk virus dat een erge vorm van diarree kan veroorzaken, worden de meeste kinderen in België gevaccineerd? ROTAVIRUS → REOVIRIDAE dsRNA (verschillende segmenten) Naakt! 3-dubbel capside 7 groepen: A-G enkel A, B en C bij mens Gevaarlijkst: A Vaccin (want dodelijk) 2 VACCINS: Rotarix is a live, monovalent, human attenuated vaccine given in 2 doses (one course) at 2 and 4 months of age. (1 afgedode variant) RotaTeq is a live, pentavalent, human–bovine reassortant vaccine given in 3 doses (one course) at 2, 4 and 6 months of age. (5 verschillende afgedode varianten) PATHOGEEN VERMOGEN Endocytose in darmcellen → productie toxines Incubatie: 2 dagen Duur: 3-8 dagen LABO Staal: faeces Detectie virale Ag RT-PCR Welk virus kan naast buikgriep ook kinderverlamming veroorzaken? POLIO → PICORNAVIRIDAE +ssRNA Naakt Poliomyelitis → aantasting CNS (1%) (ontsteking myelineschede rond zenuwcellen) → verlamming Vooral < 5 jaar Meestal subklinisch / buikgriep LABO Staal: meestal faeces Celcultuur: meest gevoelig RT-PCR Serologie INACTIVATED POLIOVIRUS VACCINE, IPV Poliovirus treated with formalin to destroy infectivity 1954: National Foundation for Infantile Paralysis- sponsored clinical trial of Jonas Salk’s IPV, 1,800,000 children (geïnactiveerd vaccin) >50%protection, results announced 12 April 1955, licensed same day Sabin Oral poliovirus vaccin: orale druppels = voordeel (ontwikkelingslanden), levende geatenueerde stammen = nadeel (slechte hygiëne gebieden: uitscheiding levende virussen → verspreiding →°pathogene stammen) DIRECT CONTACT DEEL 4: HIV Vraag: Waarvoor staat de afkorting 'HIV'? Verklaar de naam. o Humaan Immunodeficiëntie Virus o oorzaak AIDS: ‘Acquired Immunodeficiency Syndrome’ o aantasting immuniteit door vernietiging T-lymfocyten o patiënt vatbaar voor opportunistische infecties o dodelijk Kaposi sarcoom = vorm van huidkanker bij homoseksuelen (angiocarcinoom = gezwel met veel bloedvatvorming) → ontdekking herpesvirus in kankercellen door PCR ACQUIRED IMMUNE DEFICIENCY SYNDROME (AIDS) o caused by human immunodeficiency virus (HIV) o occurs world wide, causing the great pandemic of the second half of the twentieth century o theories on origin of disease o HIV-1 evolved from chimp virus SIV (oversprong van aap naar mens) o Overdracht, seksueel contact, zwangerschap, bevalling, borstvoeding, naalden, bloedtransfusie/orgaantransplantatie (niet via speeksel) o Nog steeds epidemie in Afrika (geen voorbehoedsmiddelen) HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS o Acquired Immunodeficiency syndrome first described in 1981 o HIV-1 isolated in 1984, and HIV-2 in 1986 o Belong to the lentivirus subfamily of the retroviridae o +RNA naar – dna NAAR +-DNA OPBOUW o Enveloped RNA virus, 120nm in diameter o Belangrijke spikes uit enveloppe voor binding op CD4 receptoren vb T-lymfocyten (gp = glycoproteïne; 120 = massa) o Genoom HIV: gag (capside eiwitten), pol (replicatie), env (spikes), extra genen, LTR (= long terminal repeats) o HIV-2 shares 40% nucleotide homology with HIV-1 REPLICATION o The first step of infection is the binding of gp120 to the CD4 receptor of the cell, which is followed by penetration and uncoating. o The RNA genome is then reverse transcribed into a DNA provirus which is integrated into the cell genome. o Pauze (latent periode) kan ½ dagen of maanden duren tot stimulus o This is followed by the synthesis and maturation of virus progeny. Maraviroc = AS AIDS-remmer dat binding blokkeert HIV HALF-LIVES o Activated cells that become infected with HIV produce virus immediately and die within one to two days. o Production of virus by short-lived, activated cells accounts for the vast majority of virus present in the plasma. o The time required to complete a single HIV life-cycle is approximately 1.5 days. o Resting cells that become infected produce virus only after immune stimulation; these cells have a half-life of at least 5-6 months. o Some cells are infected with defective virus that cannot complete the virus life-cycle. Such cells are very long lived, and have an estimated half-life of approximately three to six months. o Such long-lived cell populations present a major challenge for anti-retroviral therapy (moeilijk bij te komen) HIV PATHOGENESIS The profound immunosuppression seen in AIDS is due to the depletion of T4 helper lymphocytes. 1. In the immediate period following exposure, HIV is present at a high level in the blood (as detected by HIV Antigen and HIV-RNA assays). = eventjes koorts 2. It then settles down to a certain low level (set-point) during the incubation period. During the incubation period, there is a massive turnover of CD4 cells, whereby CD4 cells killed by HIV are replaced efficiently. (vernietigde cellen worden opnieuw aangevuld = jarenlang ‘gezond’) 3. Eventually, the immune system succumbs and AIDS develop when killed CD4 cells can no longer be replaced (witnessed by high HIV-RNA, HIV-antigen, and low CD4 counts). = symptomen CLINICAL FEATURES  1. Seroconversion illness (aanmaken van antistoffen) - seen in 10% of individuals a few weeks after exposure and coincides with seroconversion. Presents with an infectious mononucleosis like illness. 2. Incubation period - this is the period when the patient is completely asymptomatic and may vary from a few months to a more than 10 years. The median incubation period is 8-10 years. 3. AIDS-related complex or persistent generalized lymphadenopathy. (aantal T-lymfocyten dalen) 4. Full-blown AIDS (minder als 200) CDC CLASSIFICATION SYSTEM FOR STAGES OF HIV-RELATED CONDITIONS 1. acute 2-8 weeks after infection most individuals experience a brief illness called acute retroviral syndrome rapid multiplication and dissemination of virus throughout body stimulation of immune response 2. asymptomatic may last from 6 months to 10 or more years levels of detectable HIV in blood decrease, although viral replication continues effects on immune functions may occur 3. chronic symptomatic formerly called AIDS-related complex or ARC can last for months to years viral replication continues numbers of CD4 + cells in blood significantly decrease results in patients developing a variety of illnesses often caused by opportunistic pathogens 4. Full blown AIDS < 200 CD4+ cells / µl blood (levensverwachting max 1 jaar) BACK TO CDC CLASSIFICATION SYSTEM FOR STAGES OF HIV-RELATED CONDITIONS AIDS –last stage: immune system no longer able to defend against virus definition of AIDS: all HIV-infected individuals who has fewer than 200 CD4+ T cells/microliter of blood or a CD4+ cell percentage of lymphocytes of less than 14 DIAGNOSTIEK IN HIV-INFECTIE  1. Screening: (vroegtijdse) detectie infectie 2. Confirmatie diagnose (2e ELISA andere kit + western blot in erkend referentielabo) 3. Opvolging a. Virale lading b. Immuunstatus c. Virale typering d. Virale resistentie SCREENING Opsporen antilichamen (blauwe lijn): zoeken naar seropositiviteit (ELISA): kan in elk diagnostisch lab, op serum. o Bij acute infectie probleem window fase: daarom zijn huidige 4de generatie testen voorzien van simultane detectie p24 (oranje lijn) o Ook al zij de testen zeer specifiek, hoge aantallen tests in lage prevalentie populaties (bv. West-Europa) geeft een beperkte positief predictieve waarde: een positieve ELISA moet geconfirmeerd worden: nieuw staal, 2de ELISA van andere fabrikant en western blot: in referentie lab CONFIRMATIE Western blot: Western blot membraan of membraan met gespotte antigenen, incuberen met serum patiënt, aankleuren met conjugaat OPVOLGING o Bepalen immuunstatus (CD4+ T cellen tellen) en meten virale lading o Doel therapie: virale lading ondetecteerbaar brengen, zodat CD4+ aantallen kunnen herstellen. o Staal: plasma o Techniek: qPCR, bv. TaqMan technologie o Recent dalende detectielimieten: Van 50 copies/mL naar momenteel 20 copies/mL (1,3 log) Therapie (alles tegelijkertijd aanvallen want mutaties door ssRNA en geen proof reading) o Integrase inhibitor o Reverse transcriptase inhibitor o Fusion/entry inhibitor o Protease inhibirot Opvolging: Typeren van het virus 1) HIV-1 vs. HIV-2 belang voor prognose, therapie à serologisch of via PCR 2) Bepalen tropisme HIV-1 belang voor therapie met inhibitoren van virusbinding (met CCR5) via sequencing V3 regio gp120 Sequencing van het virus Van de enzymes die therapeutisch geïnhibeerd worden: reverse transcriptase, protease en integrase Belang: vermijden of diagnosticeren therapie falen Via Sanger PCR, subfracties opsporen via massieve parallel sequencing (NGS) Via fenotypische bepaling in celcultuur Sneltesten Serologische testen op bloed of (niet gevalideerd) speeksel Niet aangeraden door Hoge Gezondheidsraad: o Problemen analytisch o Problemen met counseling, ondersteuning na “diagnose Besluit Serologische labtesten voor HIV zijn zeer performant, maar moeten in lage-prevalentie gebieden geconfirmeerd worden. Confirmatie van de diagnose gebeurt in een referentielaboratorium, waar bijkomende testen uitgevoerd worden met oog op behandeling: o bepalen virale lading o resistentie bepaling, ev. tropisme bepaling ARBO-INFECTIES/ HEMORRAGHISCHE KOORTS Wat is 'hemorrhagische koorts' en door welk(e) virus(sen) wordt het veroorzaakt? Oorzaak: Verzameling verwante virussen Vbn: Marburgvirus, Ebola-virus, … (zeldzaam) Verschillende symptomen: (begint vaag en verloopt ernstig) o Koorts o Hoofdpijn o Spierpijn o Braken, soms met bloed in het braaksel o Rode ogen, tong en gezicht o Ongebruikelijke bloeding (hemorragie) o Uitdroging o Lage bloeddruk o Verstoorde nierfunctie o Epileptische aanvallen en coma In 2014 brak er in West-Afrika een gevaarlijke epidemie uit… Welk virus was de oorzaak? Ook uitbraak in 2019! EBOLA-VIRUS koorts, spierpijn hemorrhagische koorts; interne bloedingen EIGENSCHAPPEN Pleomorf Filoviridae (vleermuizen) Enveloppe (snelle uitdroging) -ssRNA TRANSMISSIE Dier: Vleermuis (natuurlijke gastheer) = grote broeihaard virussen Chimpansee, gorilla, aap, antiloop… Direct: bloed, secreties, organen… (lichaamsvochten) Mens Direct → Bloed, secreties, organen, seksueel, … Indirect → Gecontamineerde oppervlakken/materialen (bed, kledij, …) Mens/dier blijft infectieus zolang viremie persisteert SYMPTOMEN Vroege symptomen (10d) Conjunctivitis, dyspnoe (kortademigheid), shock Hemorrhagie (bloed instoelgang, tandvlees, braken, hematurie, DIC = bloedplaatjes vormen proppen in haarvaatjes waardoor er op andere plekken waar bloedstlling nodig is er geen meer zijn) (transmissie!) Tot 25% asymptomatisch Secretie in vrijwel alle lichaamsvochten Verlengde aanwezigheid in semen (3m) en vagina (2m) Case fatalityrate 50% (dodleijk) Indien recovery levenslange immuniteit PREVENTIE (VACCIN) Inactivatie virus Water/zeep, javel, chloor UV-licht Uitdroging Verhitting PATHOGENESE  Ingang: slijmvliezen, wondjes, parenteraal Infectie verschillende cellen: monocyten, endotheelcellen, fibroblasten, hepatocyten… Verspreiding: lymfeknopen (+ apoptose lymfocyten) → lever: verstoring bloedstollingsfactoren → milt → bijnier: daling bloeddruk, verstoring steroiden, vrijstellen cytokines lekken in BV, stollingstoornissen, orgaanfalen shock LABODIAGNOSTIEK Daling lymfocyten Neutrofilie (+linksverschuiving) = meer neutrofielen dan normaal Daling trombocyten Stijging amylase (falende pancreas) Verstoorde leverenzymes Stijging PT (protrrombinetijd) en aPTT Aantonen virus: PCR + antigentest ARBOVIRUSSEN Vanwaar komt de naam 'arbovirussen'? ARthropod-BOrne-Virussen Vector = insect (muggen, teken,…) ZIKAVIRUS Het virus is bekend sinds 1947, toen het in het in Oeganda gelegen Zikawoud werd vastgesteld bij een resusaap. Het virus dankt zijn naam aan het betreffende woud. -ssRNA Enveloppe Flaviviridae> Flavivirus Arbovirus= ‘arthropodborne’ virus Aedesspp. Gerelateerd met: Dengue,West-Nile virus,Japanse encefalitis, Gele koorts TRANSMISSIE Vector (mug) Mens: Verticaal o Transplacentair o Perinataal Direct contact o Seksueel o Speeksel o Bloed (transfusie) SYMPTOMEN Incubatie: 3-12 dagen Duursymptomen: