Medische Microbiologie

1. Medische Microbiologie Studietaak 0: Inleiding in de microbiologie

2. Tortora Hoofdstuk 1: `The Microbial World and You´

3. Microbes in Our Lives • Micro-organismen zijn organismen die te klein zijn om zichtbaar te zijn met het blote oog

4. Micro-organismen.. • …breken organisch afval af • …spelen een belangrijke rol in het ecosysteem via fotosynthese • … produceren industriële chemicaliën zoals ethanol en aceton • … produceren gefermenteerde voedings-middelen, zoals azijn, kaas en brood • … en hebben nog veel meer nuttige rollen in de natuur, in ons lichaam en in onze samenleving Sommige micro-organimsen zijn helaas pathogeen (ziekteverwekkend) – medische microbiologie

5. Naamgeving en classificatie van micro-organismen • Linnaeus heeft het systeem voor de wetenschappelijke naamgeving van organismen opgezet; dit wordt wereldwijd gebruikt • Elk organisme heeft twee namen (beide ‘latijn’): • Eerste naam: geslacht (genus), tweede naam: soort • Beide namen cursief of onderstreept • Eerste naam met hoofdletter, tweede naam met kleine letter • Naamgeving is beschrijvend of ter ere van een wetenschapper • In een tekst: eerste keer naam voluit, daarna afgekort: zie voorbeelden • Later in module meer over classificatie

6. Voorbeelden naamgeving • Staphylococcus aureus • Beschrijft de clustering van de ronde cellen (-coccus) in ‘trosjes’ (staphylo-) en de goudkleurige kolonies. • Escherichia coli • Eert de ontdekker, Theodor Escherich, en beschrijft de habitat van de bacterie, de dikke darm of colon. • In tekst: “Stapylococcus aureus en Escherichia coli komen beiden voor in het menselijk lichaam; S. aureus op de huid en E. coli in de dikke darm.”

7. Welke micro-organismen zijn er?

8. (Eu)Bacteriën • Prokaryoten • Celwanden van peptidoglycaan • Voortplanting door celdeling • Halen energie uit organische of anorganische verbindingen of uit fotosynthese Figure 1.1a

9. Archaea • Prokaryoten • Hebben geen peptidoglycaan • Leven in extreme milieus • O.a.: • Methanogenen • Extreem halofielen • Extreem thermofielen Figure 4.5b

10. Fungi • Eukaryoten • Celwanden van chitine • Halen energie uit organische verbindingen • Schimmels en paddestoelen zijn multicellulair en bestaan uit mycelia (hyfen) • Gisten zijn eencellig Figure 1.1b

11. Protozoën • Eukaryoten • ‘Eten’ organische verbindingen • Kunnen beweeglijk zijn via pseudopodiën, ciliën of flagellen Figure 1.1c

12. Algen • Eukaryoten • Celwanden van cellulose • Energie uit fotosynthese • Produceren zuurstof en organische verbindingen Figure 1.1d

13. Virussen • Acellulair • Genoom van DNA of RNA, omgeven door een eiwitmantel • Eiwitmantel kan omgeven zijn door lipide-envelop • Virussen worden alleen gerepliceerd als ze zich in een levende gastheercel bevinden Figure 1.1e

14. Mijlpalen uit de geschiedenis van de microbiologie

15. Antieke oudheid en middeleeuwen Micro-organismen waren onbekend en hun effecten (zoals plagen) werden toegeschreven aan de Goddelijke Voorzienigheid, magie of hekserij

16. Antoni van Leuwenhoek (1632-1723) 1674: Eerste waarneming van levende micro-organismen (bacteriën): ‘animalcules’

17. Edward Jenner (1749 – 1823) 1798: eerste vaccin

18. Pokken Wereldwijd uitgeroeid in de 70-er jaren van de 20e eeuw

19. Ignaz Phillip Semmelweis (1818 – 1865) 1840: • Kraamkoorts verspreid via handen dokters, verpleegsters, kraamvrouwen die van patiënt naar patiënt gingen • Zorgde voor de eerste anti-infectie maatregelen in ziekenhuizen • Toonde aan dat kraamkoorts veroorzaakt werd door sepsis

20. Ca. 1860 tot ca. 1910: De ‘Gouden Eeuw’ van de Microbiologie

21. John Tyndall (1820 – 1893) 1876: Ontdekte dat bacteriën te verdelen zijn in: • Hittegevoelige of –labiele vormen (vegetatieve cellen), die gemakkelijk gedood kunnen worden via koken • Hitteresistente types (endosporen) Toonde aan dat 5x herhaald verhitten en afkoelen endosporen kan doden (sterilisatie heet ook wel tyndallisatie)

22. Louis Pasteur (1822 – 1895) • 1857: Fermentatie (en Pasteur-effect) • 1861: Weerlegging generatio spontanae • 1864: Pasteurisatie en relatie m.o./voedselbederf • 1870s: Vaccin tegen anthrax bij runderen • 1878: Ziektekiem-theorie • 1885: Vaccin tegen hondsdolheid “Vader van de bacteriologie en de immunologie” (en van de stereochemie!) • http://en.wikipedia.org/wiki/Pasteur

23. Lord Joseph Lister (1827 – 1912) 1867: Aseptische chirurgie mbv fenol Combineerde zijn kennis van het werk van Semmelweis en Pasteur met zijn kennis over de bacteriedodende werking van fenol

24. Robert Koch (1843 – 1910) 1876: Eerste echte bewijs ziektekiem-theorie (specifiek m.o. veroorzaakt specifieke ziekte): anthrax – Bacillus anthracis 1881: Reinkweken 1882: Mycobacterium tuberculosis 1883: Vibrio cholerae

25. Koch's postulaten – om vast te stellen of een m.o. de veroorzaker is van een ziekte • Hetzelfde m.o. moet gevonden worden bij alle gevallen van de ziekte • Het m.o. moet geïsoleerd worden en worden reingekweekt • M.o. uit een reinkweek moeten de ziekte veroorzaken wanneer ze geïnjecteerd worden in een gezond, gevoelig dier • Het m.o. moet vervolgens weer uit dit zieke dier geïsoleerd kunnen worden

26. Paul Ehrlich (1854 – 1915) 1890: Immuniteitstheorie 1908: Geneesmiddel voor syphilis (salvarsan); ‘magic bullet’

27. Nog meer ontdekkingen uit de ‘Gouden Eeuw’ 1879: Neisser – Neisseria gonorrhoeae 1881: Finley – Yellow Fever 1882: Lina Hesse – Agar-media 1884: Gram – Gram-kleuring 1887: Petri – Petrischaal 1889: Kitasato – Closteridium tetani 1890: Von Bering – Difterie antitoxine 1898: Shiga – Shigella dysenteriae 1910: Chagas – Trypanozoma cruzi 1911: Rous – Tumor-veroorzakend virus

28. Sir Alexander Fleming 1928: Ontdekt bij toeval penicilline Later meer

29. Wendell Meredith Stanley en collega’s 1935: Eerste kristallisatie virus (tabaksmozaïekvirus) 1954: Eerste kristallisatie dierlijk virus (poliovirus) http://bancroft.berkeley.edu/Exhibits/Biotech/stanley.html

30. Jonas Salk en Albert Sabin 1949: Vaccin tegen polio/kinderverlamming

31. Luc Montagnier en Robert Gallo 1982: Ontdekken onafhankelijk van elkaar dat HIV de veroorzaker is van AIDS

32. 1928: Griffith – Transformatie 1934: Lancefield - Streptococcus antigenen 1941: Beadle en Tatum – 1 gen/ 1 enzym 1943: Delbrück en Luria – Bacteriofagen 1944: Avery e.a. - Genetisch materiaal is DNA 1946: Lederberg en Tatum – Conjugatie 1953: Watson en Crick – DNA dubbelhelix 1957: Jacob en Monod – Regulatie eiwitsynthese 1959: Stewart – Virale oorzaak kanker bij de mens 1962: Edelman en Porter – Antilichamen 1964: Epstein, Anchong, Barr – Epstein-Barr virus 1973: Berg, Boyer, Cohen: genetische manipulatie 1978: Woese: Archaea / Nathans ea: Restrictie-enzymen 1981: Margulis – Oorsprong eukaryote cel 1982: Klug – Structuur tabakmozaïekvirus 1983: PCR 1994: Cano – Kweek van 40 miljoen jaar oude bacterie 1997: Prusiner - Prionen

33. Microbes and Human Welfare • Kringloop der elementen • Waterzuivering • Bioremediatie • Bestrijding insectenplagen • Biotechnologie en gentechnologie

34. Microbes and Human Disease

35. Normal Microbiota • We leven in een wereld gevuld met micro-organismen • Allerlei m.o. leven op of in ons lichaam • Normale microbiota of flora of commensalen • Onschadelijk of zelfs gunstig • Kunnen wel schadelijk worden (bijvoorbeeld buiten hun natuurlijke habitat) • Het feit of een m.o. onschadelijk of schadelijk is, is grotendeels afhankelijk van de balans tussen ons afweersysteem en de ziekmakende eigenschappen van het m.o.

36. Infectious Diseases • Een infectieziekte is een ziekte die veroorzaakt wordt door een pathogeen bij een gevoelige (vatbare) gastheer • Het pathogeen brengt minstens een deel van zijn levenscyclus in de gastheer door, meestal resulterend in ziekte • Strijd tegen pathogene m.o.: hygiëne, gastheren bestrijden (bv. malariamuskiet), vaccins, antibiotica en andere antimicrobiële/antivirale middelen • De strijd is nog lang niet gestreden: Malaria ook buiten de tropen, difterie vanuit voormalige Oostbloklanden, nog steeds cholera-epidemieën in Derde Wereld, ….

37. Emerging Infectious Diseases Zie boek en ppt-versie op G-schijf

38. MRSA http://www.allesovermrsa.nl/

39. De studietaken 1: Prokaryote cel; groei en kweken m.o. (T) 2: Beheersing groei; classificatie en identificatie (T) 3: Schimmels, parasieten, virussen (T) 4: Ziekte en epidemiologie; pathogeniteit (T) 5: Pathogene bacteriën (K); antimicrobiële middelen (T) Woensdag: hoorcollege (Powerpoint over studietaak) Maandag: werkcollege (vragen stellen, samen opgaven maken)

40. De PGO-taak • Zes groepen • Vier taken = patiëntcases • Afgesloten met Powerpoint en MC-vragen • Vragen in tentamen