B01_microbiologie_in_beweging 2024 (3).pptx

# Introductie tot microbiologie en de diversiteit van het leven Dit document introduceert de microbiologie als discipline, waarbij de nadruk ligt op de diversiteit van het leven, de evolutie van onze kennis hierover, en de impact van moderne moleculaire technieken op dit begrip. ## 1\. Introductie tot microbiologie en de diversiteit van het leven ### 1.1 Het perspectief van de mens op het leven Traditioneel werd de mens gezien als het dominante organisme, "top of the food chain". Echter, op microscopisch niveau wordt duidelijk dat de mens afhankelijk is van en samenleeft met ontelbare andere levende wezens. Het concept van de voedselpyramide is verouderd; het leven is een kringloopproces waarin output input wordt. Verstoringen door bevolkingstoename, hygiëne, antibioticagebruik en mobiliteit veranderen deze verhoudingen continu. ### 1.2 De drie domeinen van het leven De studie van micro-organismen begon met de uitvinding van de microscoop in de 17e eeuw, waardoor zichtbaar werd dat er een "onzichtbaar" leven bestond naast het reeds bekende, zichtbare leven. In eerste instantie werden deze verdeeld in protisten (eencelligen) en monera (bacteriën). Vroeger werd aangenomen dat het onzichtbare leven spontaan kon ontstaan (generatio spontanea). De ontwikkeling van moleculaire technieken, met name het analyseren van het 16S rRNA gen (onderdeel van de kleine subunit van het ribosoom), heeft geleid tot een revolutionaire herindeling van het leven. Dit gen komt in alle levende wezens voor, is functioneel identiek, en een uitstekend hulpmiddel voor taxonomie en fylogenie. De inzichten hieruit, met name door het werk van Carl Woese rond 1977, hebben geleid tot de indeling in drie domeinen: * **Archaea:** Oorspronkelijk geduid als bacteriën, maar blijken genetisch en biochemisch significant anders. * **Bacteria:** De prokaryote micro-organismen die we traditioneel als bacteriën kennen. * **Eukarya:** Organismen met een celkern, waartoe ook de mens behoort. Prokaryoten missen een celkern, terwijl eukaryoten er wel over beschikken. Virussen worden buiten deze indeling geplaatst; ze worden beschouwd als dood materiaal dat echter wel een actieve rol speelt in de evolutie door hun genenpool. De fylogenetische boom van het leven, gebaseerd op nucleïnezuursequenties in plaats van fenotypische kenmerken, toont aan dat de diversiteit binnen de bacteriën vele malen groter is dan die van de dieren (Animalia). De eukarya, waaronder planten, dieren en schimmels, vormen slechts een beperkt deel van de totale diversiteit. De hypothese over het ontstaan van eukaryoten suggereert een fusie tussen een archaeon en een bacterie. Eukaryoten bezitten naast een celkern ook complexe endomembranen en een cytoskelet, eigenschappen die mogelijk zijn ontstaan uit de samenwerking met de bacteriële partner. Nieuwe technieken zoals massaal parallel sequencen (NGS) maken het mogelijk om het leven in vrijwel elke niche te beschrijven, van het menselijk colon tot het Noordzeewater. Dit onthult een enorme en nog grotendeels onbekende diversiteit aan micro-organismen. Miljoenen nieuwe genen met ongekende functies worden ontdekt. De snelheid van aanpassing en evolutie bij micro-organismen, zoals bacteriën en virussen, is extreem hoog door hun snelle voortplantingssnelheid. > **Tip:** Het 16S rRNA gen is cruciaal voor het begrijpen van de evolutionaire verwantschap tussen micro-organismen, omdat het aanwezig is in alle levende wezens en relatief langzaam muteert. ### 1.3 De kiemtheorie van Koch De ontdekking van micro-organismen bracht ook discussie teweeg over hun rol bij ziekte. Vroeger werden ziekten toegeschreven aan "kwaadaardige dampen" of magische oorzaken. De kiemtheorie, sterk bevorderd door het werk van Robert Koch in de jaren 1870-1880, stelde dat infectieziekten worden veroorzaakt door micro-organismen. Koch identificeerde de specifieke verwekkers van miltvuur (Bacillus anthracis), tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) en cholera (Vibrio cholerae). De opvatting dat ziekteverwekkers strikt volgens Koch's postulaten werken, is echter te simplistisch. Niet alle bacteriën veroorzaken ziekte; veel zijn commensalen of symbionten. Ziekte hangt af van de vatbaarheid van het individu en de interactie met het micro-organisme. * **Conditionele pathogenen:** Kunnen ziekte veroorzaken bij bepaalde individuen of onder specifieke omstandigheden (bv. E. coli bij een blaasontsteking). * **Opportunistische infecties:** Veroorzaakt door micro-organismen die geen ziekte veroorzaken bij gezonde personen, maar wel bij personen met een verzwakt immuunsysteem (bv. Pneumocystis jirovecii bij een longontsteking). * **Dysbacteriose:** Een disbalans in de lokale flora, waarbij de symptomen niet aan één specifieke kiem toe te schrijven zijn. Pathogenen zijn verspreid over de "levensboom" en delen een niche met ons. Het is opvallend dat er tot nu toe geen pathogenen bij Archaea zijn geïdentificeerd, mogelijk door hun specifieke leefomgevingen of biochemische eigenschappen. ### 1.4 Interacties tussen species in één niche Micro-organismen leven in complexe gemeenschappen, zowel in de omgeving als in en op het menselijk lichaam. Dit geldt ook voor pathogenen. Het verband tussen de populatiegrootte van een gastheer en de prevalentie van een pathogeen wordt geïllustreerd door het mazelenvirus: het virus kan alleen overleven en epidemieën veroorzaken in grote, niet-immune populaties. Als een populatie te klein wordt, sterft het virus uit en kan het alleen opnieuw geïntroduceerd worden. Het menselijk lichaam kent zowel fysiologisch steriele als niet-steriele niches: * **Steriele niches:** Bloed, interne organen (lever, hersenen), luchtwegen (bronchioli, alveoli), urinewegen (blaas, ureter), prostaat, baarmoeder, zaad- en eileiders. * **Niet-steriele niches:** Huid, mond, en met name het maag-darmkanaal. Het dikke en dunne darm bevat een enorme hoeveelheid micro-organismen (10^14 bacteriën), samen met Archaea, virussen, gisten en protozoa. Dit darmmicrobioom, met een gecombineerd genoom van ongeveer 5x10^6 genen, functioneert als een "metabool orgaan" dat aanvullend is op de menselijke metabole activiteit (2x10^4 genen). Het helpt bij de afbraak van onverteerbare polysacchariden en de productie van vitaminen. Virussen, met name bacteriofagen, zijn ook zeer abundant in de darm (10^9 per gram faeces) en spelen een rol bij horizontale gentransfer, waarbij ze genetisch materiaal tussen bacteriën kunnen uitwisselen. Next Generation Sequencing (NGS) heeft het mogelijk gemaakt om het menselijk metagenoom (microbioom en viroom) gedetailleerd in kaart te brengen. De samenstelling van het microbioom is dynamisch en wordt beïnvloed door factoren zoals voeding, lifestyle en hygiëne. Veranderingen hierin kunnen leiden tot verhoogde vatbaarheid voor ziekte. Germ-free dieren (kiemvrije dieren) vertonen significante afwijkingen in spijsvertering, absorptie en immuunsysteem, wat het belang van micro-organismen benadrukt. > **Voorbeeld:** Het menselijk genoom telt ongeveer 20.000 genen, terwijl het darmmicrobioom miljoenen genen bevat, wat de enorme metabole bijdrage van deze micro-organismen illustreert. Het menselijk lichaam is tevens onderhevig aan het menselijk viroom, dat naast ziekteverwekkende virussen ook niet-pathogene virussen en bacteriofagen omvat. Ons eigen genoom bevat ook geïntegreerd viraal materiaal. ### 1.5 Infectieziekten: impact op de mens en zijn genoom Historisch gezien waren infectieziekten de belangrijkste doodsoorzaken, vooral na de bevolkingsexplosie en urbanisatie. Steden werden geteisterd door epidemieën. Tegenwoordig zijn hart- en vaatziekten en kanker de belangrijkste doodsoorzaken in de westerse wereld, maar ziekenhuizen kampen nu met problemen van multiresistente organismen. Nieuwe infectieziekten kunnen ontstaan door mutaties, maar ook door de aanpassing van pathogenen die al langer bestaan. De mens is niet optimaal aangepast aan de huidige dichtbevolkte samenleving. Selectie op genetische varianten die beter bestand zijn tegen lokale pathogenen heeft plaatsgevonden tijdens de wereldwijde verspreiding van de mens. HLA-eiwitten, cruciaal voor het immuunsysteem, zijn polymorf. Verschillen in HLA-allelfrequenties tussen bevolkingsgroepen zijn het gevolg van blootstelling aan verschillende pathogenen. Bij hernieuwde contacten tussen continenten, zoals na de ontdekking van Amerika, stierven grote delen van de inheemse bevolking aan ziekten die in Eurazië waren ontstaan en waarvoor Euraziërs een zekere weerstand hadden opgebouwd. Pathogenen kunnen ingedeeld worden op basis van hun "leeftijd" in relatie tot de menselijke evolutie: * **Pathogenen van niet-levende dragers:** Grond, water (bv. Clostridia, Pseudomonas). * **Pathogenen van levende dragers (mens):** * **Oude pathogenen:** Van lange co-evolutie met de mens, vaak lage mortaliteit/persistentie (bv. herpesvirussen die verwant zijn aan die van chimpansees). * **Pathogenen van de laatste 12.000 jaar:** Ontstaan mogelijk bij de ontwikkeling van landbouw en domesticatie van dieren, met sprongen naar de mens (bv. pokken, mazelen, influenza). * **Pathogenen van de laatste 100 jaar:** Nieuwere ontdekkingen gerelateerd aan veranderende leefomgevingen en gedragingen (bv. legionellosis, AIDS, ziekte van Lyme, E. coli O157:H7, SARS, MERS, Ebola, Zika). Deze zijn niet altijd in evenwicht met de gastheer en kunnen hoge mortaliteit geven. > **Tip:** De "Red Queen's Race" beschrijft de continue evolutionaire wapenwedloop tussen pathogenen en gastheren, waarbij beide partijen zich voortdurend moeten aanpassen om te overleven. ### 1.6 Oude, nieuwe, terugkerende pathogenen Grote epidemieën uit het verleden, zoals die veroorzaakt door \_Yersinia pestis, \_Vibrio cholerae, \_Variola (pokken) en \_Influenza (Spaanse griep), waren vaak direct gevolg van bevolkingsexplosie. Tegenwoordig zien we ook terugkerende pathogenen, zoals tuberculose (mede door immuunsuppressieve therapie) en bof (door dichtere populaties). Het immuunsysteem is complex en moet een balans vinden tussen verdediging en het voorkomen van auto-immuniteit. Te heftige immuunresponsen kunnen leiden tot overlijden (bv. "cytokine storm") of auto-immuunziekten. De afweer tegen één bepaald pathogeen kan ten koste gaan van de weerstand tegen andere. Het is onmogelijk om ziekteverwekkers volledig uit te roeien, omdat ze zich continu aanpassen en evolueren. De COVID-19 pandemie onderstreept dat nieuwe ziekteverwekkers zullen blijven opduiken. * * * # De kiemtheorie en pathogenen Hier is een gedetailleerde studiehandleiding over "De kiemtheorie en pathogenen". ## 2\. De kiemtheorie en pathogenen Dit gedeelte behandelt de ontwikkeling van de kiemtheorie van ziekten, de identificatie van pathogenen door Koch, en de concepten van conditionele pathogenen, opportunistische infecties en dysbacteriose. ### 2.1 De ontwikkeling van de kiemtheorie De notie dat ziekten worden veroorzaakt door "kwaadaardige dampen, overdraagbare gifstoffen, verrotting, magie..." domineerde lange tijd het denken. Tegen deze ideeën verscheen in de 19e eeuw de kiemtheorie (germ theory), die stelde dat infectieziekten worden veroorzaakt door micro-organismen. #### 2.1.1 Koch's postulaten en de identificatie van pathogenen Een cruciale ontwikkeling in de acceptatie en toepassing van de kiemtheorie was het werk van Robert Koch. Tussen 1870 en 1880 identificeerde Koch succesvol de specifieke verwekkers van verschillende ziekten: * Miltvuur (anthrax), veroorzaakt door \_Bacillus anthracis. * Tuberculose, veroorzaakt door \_Mycobacterium tuberculosis. * Cholera, veroorzaakt door \_Vibrio cholerae. Deze successen legden de basis voor wat later bekend zou worden als de postulaten van Koch, een set criteria om een causaal verband tussen een micro-organisme en een ziekte vast te stellen. #### 2.1.2 Conditionele pathogenen, opportunistische infecties en dysbacteriose Niet alle micro-organismen die geïsoleerd kunnen worden bij een gastheer, veroorzaken direct ziekte. Het concept van pathogeniteit is genuanceerder geworden: * **Conditionele pathogenen:** Dit zijn micro-organismen die ziekte kunnen veroorzaken, maar niet altijd. Hun pathogeniteit hangt af van de omstandigheden en de vatbaarheid van de gastheer. Een klassiek voorbeeld is \_E. coli dat blaasontstekingen kan veroorzaken. Of deze bacteriën ziekte veroorzaken, is afhankelijk van de vatbaarheid van het individu voor kolonisatie, invasie en de immuunrespons. Ze maken gebruik van een "opportuniteit", zoals een wondje op de huid of immuunsuppressie. * **Opportunistische infecties:** Dit zijn infecties veroorzaakt door micro-organismen die geen ziekte kunnen veroorzaken bij gezonde personen. Ze manifesteren zich wanneer er sprake is van een algemeen verlaagde immuniteit. Een voorbeeld hiervan is pneumonie veroorzaakt door \_Pneumocystis jiroveci. * **Dysbacteriose:** Dit verwijst naar een onevenwicht in de lokale flora van het lichaam. Bij dysbacteriose zijn de symptomen niet toe te schrijven aan de overgroei van één specifieke kiem, maar aan de ontregeling van het gehele micro-ecosysteem. ### 2.2 Pathogenen in de levensboom Pathogenen zijn verspreid over de verschillende domeinen van het leven: Archaea, Bacteria, Eukaryoten en Virussen. Pathogeniciteit impliceert dat deze micro-organismen dezelfde niche delen met de gastheer. De vraag waarom er nog geen specifieke pathogenen bij Archaea zijn gevonden, blijft een onderwerp van onderzoek. #### 2.2.1 Voorbeelden van pathogenen De volgende organismen worden genoemd als voorbeelden van pathogenen verspreid over de "levensboom": * \_Trypanosoma, \_Giardia lamblia, \_Trichomonas vaginalis, \_Entamoeba histolytica (Eukaryoten) * \_Bacillus anthracis, \_Mycobacterium tuberculosis, \_Vibrio cholerae, \_E. coli, \_Staphylococcus aureus (Bacteriën) * \_Candida albicans (Eukaryoot - gist) * Wormen, schurftmijt (Eukaryoten - meercellig) * Virussen, transposons (niet formeel in domeinen ingedeeld) De pathogenen zijn verspreid, wat aangeeft dat pathogeniciteit een eigenschap is die zich op verschillende plaatsen in de evolutie heeft ontwikkeld. ### 2.3 Interacties tussen soorten in een niche Micro-organismen en mensen leven in constante interactie in diverse niches, zowel extern (omgeving) als intern (het lichaam). #### 2.3.1 Leven in gedeelde niches Net zoals populaties van prooi en predator elkaar beïnvloeden, zo interageren ook virussen en hun gastheren. Mazelenvirus kan bijvoorbeeld alleen overleven als er voldoende vatbare mensen zijn. Wanneer de menselijke gemeenschap te klein is, kan het virus uitsterven. #### 2.3.2 Fysiologisch steriele en niet-steriele niches in het menselijk lichaam Het menselijk lichaam kent verschillende niches met uiteenlopende microbioële bezetting: * **Fysiologisch steriel:** Dit omvat onder andere het bloed, het interne milieu (hersenen, lever), de diepere luchtwegen (bronchioli, alveoli), de urinewegen (urineblaas, ureter) en de prostaat, baarmoeder, zaad- en eileiders. * **Fysiologisch niet-steriel:** Hieronder vallen de huid, het spijsverteringskanaal van mond tot anus, en met name de dikke en dunne darm. De darm is de belangrijkste locatie van het microbioom, met naar schatting $10^{14}$ bacteriën, aangevuld met Archaea, virussen, gisten en protozoa. Dit gecombineerde genoom (ongeveer $5 \\times 10^6$ genen) vult de menselijke metabole activiteit (ongeveer $2 \\times 10^4$ genen) aan, wat de darm tot een "metabool orgaan" maakt. #### 2.3.3 Het belang van het microbioom en viroom Het menselijk microbioom en viroom (het totale microbieel en viraal DNA/RNA in een niche) zijn dynamische ecosystemen. Veranderingen in voeding, levensstijl en hygiëne kunnen de samenstelling van het microbioom beïnvloeden, met mogelijke gevolgen voor de vatbaarheid voor ziekte. * **Germ-free animals:** Dieren die volledig vrij zijn van micro-organismen vertonen significante fysiologische afwijkingen, waaronder een vergroot caecum, verminderde darmoppervlakte voor absorptie, en een onderontwikkeld immuunsysteem. Dit onderstreept het cruciale belang van de microbiota voor de normale ontwikkeling en functie. * **Het menselijk viroom:** De mens wordt continu blootgesteld aan een breed scala aan virussen, waaronder ziekteverwekkers, niet-pathogene virussen en bacteriofagen. Bacteriofagen kunnen bacteriën doden of genetisch wijzigen, bijvoorbeeld door de overdracht van virulentiefactoren of antibioticaresistentie. Een deel van het menselijk genoom bestaat ook uit geïntegreerd viraal materiaal (endogene retrovirussen). #### 2.3.4 De impact van bevolkingstoename en mobiliteit op ziekteverwekkers Historisch gezien waren infectieziekten de belangrijkste doodsoorzaken, vooral door de toename van de bevolkingsdichtheid in steden. Tegenwoordig zien we een vergelijkbaar probleem in ziekenhuizen met multiresistente micro-organismen. De bevolkingsexplosie en verhoogde mobiliteit hebben geleid tot de opkomst van nieuwe en terugkerende ziekteverwekkers. ### 2.4 Infectieziekten en hun impact op de mens en zijn genoom De interactie tussen de mens en ziekteverwekkers heeft een aanzienlijke impact gehad op de menselijke evolutie en genomische aanpassing. #### 2.4.1 Genetische aanpassing aan pathogenen Gedurende de afgelopen 10.000 tot 15.000 jaar, een relatief korte periode in evolutionaire termen, hebben infectieziekten een sterke selectiedruk uitgeoefend op de menselijke populatie. Met name rond de reproductieve leeftijd stierven veel mensen aan infectieziekten. Dit heeft geleid tot genetische aanpassingen, zoals veranderingen in de allelfrequenties van het HLA-systeem, dat een sleutelrol speelt in de presentatie van pathogenen aan het immuunsysteem. #### 2.4.2 Mondiale verspreiding en co-evolutie met pathogenen De verspreiding van de mens vanuit Afrika over de wereld heeft geleid tot het ontstaan van genetische verschillen in weerstand tegen pathogenen tussen bevolkingsgroepen. Zo stierven veel oorspronkelijke bewoners van Amerika aan ziekten uit Eurazië, waartegen de Euraziërs al enige weerstand hadden ontwikkeld. Anderzijds zijn ziekten zoals syfilis waarschijnlijk van Amerika naar Europa gebracht. #### 2.4.3 De oorsprong van pathogenen Pathogenen kunnen afkomstig zijn van niet-levende dragers (bodem, water) of van levende dragers. Pathogenen die lange tijd met de mens co-evolueren, zoals herpesvirussen, hebben doorgaans een lagere mortaliteit en een meer symbiotische relatie. Pathogenen die relatief recent op de mens zijn overgesprongen, bijvoorbeeld vanuit gedomesticeerde dieren, kunnen daarentegen zeer virulent zijn. De toename van populaties herten heeft bijvoorbeeld geleid tot een toename van de ziekte van Lyme. ### 2.5 Oude, nieuwe en terugkerende pathogenen Grote epidemieën uit het verleden zijn vaak een direct gevolg van de bevolkingsexplosie. Tegenwoordig zien we zowel de opkomst van nieuwe pathogenen als de terugkeer van oude, bijvoorbeeld door immuunsuppressie (zoals bij HIV) of door te dichte populaties. #### 2.5.1 Evolutie van pathogenen en immuunrespons Pathogenen evolueren voortdurend om immuunontwijking te bewerkstelligen (de "Red Queen's Race"). Dit is een complex samenspel waarbij de gastheer zich probeert aan te passen, terwijl het pathogeen constant nieuwe manieren vindt om te ontsnappen aan de immuunrespons. * **Balans in immuunrespons:** Een te krachtige immuunrespons kan leiden tot auto-immuunziekten of allergieën. Anderzijds kan een verdediging die zeer effectief is tegen één pathogeen, minder effectief zijn tegen een ander. Het "fine-tunen" van de immuunrespons is cruciaal. * **Cytokine storm:** Een overmatige inflammatoire respons, ook wel een cytokine storm genoemd, kan op zichzelf leiden tot ernstige ziekte en overlijden. De constante evolutie en aanpassing van zowel pathogenen als de menselijke gastheer maakt het bestrijden van infectieziekten een voortdurende uitdaging. * * * # Interacties tussen soorten in een niche en het menselijk microbioom Dit onderwerp verkent de complexe relaties tussen micro-organismen binnen specifieke leefomgevingen, inclusief de rol van commensalen en symbionten, en de samenstelling en dynamiek van het menselijk microbioom en viroom, met een focus op de darmflora. ### 3.1 De microbieel-menselijke samenleving De mens wordt niet alleen beschouwd als de 'top van de voedselketen' in de macroscopische wereld, maar microscopisch gezien leven we in symbiose met een immense diversiteit aan micro-organismen. Deze interacties zijn cruciaal voor ons voortbestaan en welzijn, en vormen een kringloopproces waarin de output van het ene systeem de input is van het andere. Verstoringen van dit evenwicht door factoren zoals bevolkingsgroei, hygiëne, antibioticagebruik en mobiliteit, beïnvloeden zowel de micro-organismen als de mens. ### 3.2 Diversiteit van leven: van microscoop tot moleculaire analyse * **Vroege ontdekkingen:** De uitvinding van de microscoop in de 17e eeuw door Van Leeuwenhoek maakte het onzichtbare leven zichtbaar, eerst als kokken en staven. Pas in de 19e eeuw werd hun rol in fermentatie, rot en ziekte begrepen. * **De drie domeinen:** Gebaseerd op moleculaire kenmerken, zoals de 16S rRNA-sequentie, is het leven ingedeeld in drie domeinen: Archaea, Bacteria en Eukarya. Virussen worden beschouwd als infectieuze agentia die deelnemen aan de evolutie van het leven. * **Moleculaire evolutie:** Nieuwe technieken zoals massief parallel sequencen (NGS) maken het mogelijk om het leven in elke niche te beschrijven, wat leidt tot de ontdekking van miljoenen nieuwe genen met ongekende functies. De diversiteit binnen de bacteriën is veel groter dan die van de zichtbare wereld. * **Horizontale genoverdracht:** Frequentie en belang van horizontale genoverdracht (HGT) bij bacteriën, wat bijdraagt aan hun snelle aanpassing, bijvoorbeeld in resistentie tegen antibiotica. * **Eukaryoten:** De evolutie van eukaryoten wordt verondersteld voort te komen uit een fusie tussen Archaea en bacteriën, waarbij mitochondria oorspronkelijk afkomstig waren van een bacteriepartner. ### 3.3 De kiemtheorie en pathogeniteit * **Van kwaadaardige dampen tot micro-organismen:** De kiemtheorie, prominent gemaakt door Koch in de late 19e eeuw, stelde dat ziekten worden veroorzaakt door micro-organismen, in tegenstelling tot eerdere theorieën over 'kwaadaardige dampen'. * **Koch's postulaten:** Koch identificeerde de veroorzakers van miltvuur, tuberculose en cholera. Echter, niet alle bacteriën zijn pathogeen, en contact met een pathogeen leidt niet altijd tot ziekte. * **Conditionele pathogenen en opportunisten:** Ziekteverwekkers kunnen ook bij gezonde individuen worden aangetroffen (conditionele pathogenen), waarbij de ziekte afhangt van de vatbaarheid van de gastheer. Opportunisten veroorzaken ziekte bij immuungecompromitteerde personen, en dysbiose (balansverstoring van lokale flora) kan leiden tot symptomen die niet aan één kiem zijn toe te schrijven. * **Verspreiding van pathogenen:** Pathogenen zijn verspreid over de levensboom en delen vaak een niche met hun gastheer. Archaea zijn momenteel nog niet als belangrijke pathogenen geïdentificeerd. * **Evolutie van pathogenen:** Pathogenen passen zich snel aan hun omgeving aan. De natuurlijke evolutie van een nieuw pathogeen leidt vaak tot mutaties waarbij de meest infectieuze vormen overheersen. ### 3.4 Interacties in een niche: commensalen, symbionten en het menselijk microbioom * **Leven in symbiose:** Net zoals predatoren en prooi elkaar beïnvloeden, interageren micro-organismen met elkaar en met hun gastheren. Het mazelenvirus kan bijvoorbeeld alleen overleven bij voldoende vatbare mensen, wat leidt tot epidemieën in grote gemeenschappen, maar uitsterven bij te kleine populaties. * **Steriele en niet-steriele niches:** Fysiologisch steriele lichaamsdelen zijn onder andere bloed, hersenen, lever, longen (bronchioli, alveoli) en de urinewegen. Niet-steriele gebieden omvatten de huid en het gehele maagdarmkanaal. * **Het menselijk microbioom:** * **Darmflora:** De dikke en dunne darm huisvesten ongeveer $10^{14}$ bacteriën, naast Archaea, virussen, gisten en protozoa. Dit vormt samen met het menselijk genoom een "metabool orgaan" met een gecombineerd genoom van $5 \\times 10^6$ genen, dat onze metabole capaciteit aanvult met functies zoals het verwerken van onverteerbare polysacchariden en de productie van vitaminen. * **Viroom:** De darm bevat ook een enorme hoeveelheid virussen (ongeveer $10^9$ per gram feces), voornamelijk bacteriofagen die de bacteriële populatie beïnvloeden en bijdragen aan horizontale genoverdracht. Een aanzienlijk deel van ons genoom bestaat uit ingebouwd viraal materiaal. * **Commensale bacteriën:** Dit zijn niet-ziekmakende symbionten die in harmonie leven met hun gastheer. * **Metagenoom en dynamiek:** Next Generation Sequencing (NGS) stelt ons in staat om de niches van ons lichaam en het menselijk metagenoom (microbioom en viroom) te bestuderen. Net zoals een korstmos bestaat uit verschillende symbionten die samen functioneren, leven wij ook in nauwe samenwerking met onze microbioom. De samenstelling van het microbioom is dynamisch en wordt beïnvloed door voeding, levensstijl en hygiëne. Veranderingen hierin kunnen de vatbaarheid voor ziekte vergroten. * **Tip:** Het metagenoom van een individu kan aanzienlijk veranderen gedurende het leven, in tegenstelling tot het stabiele humane genoom. * **Germvrije dieren:** Dieren die in een steriele omgeving opgroeien (kiemvrije dieren) vertonen significante afwijkingen in hun spijsverteringsstelsel en immuunsysteem, wat de cruciale rol van micro-organismen benadrukt. * **Invloed op ziekte:** De samenstelling van het darmmicrobioom kan obesitas voorspellen en is geassocieerd met de aanwezigheid van meer koolhydraat-verwerkende enzymen. ### 3.5 Infectieziekten: impact op mens en genoom * **Historische context:** Vóór 1900 waren infectieziekten de belangrijkste doodsoorzaken, mede door de groeiende bevolkingsdichtheid in steden. Tegenwoordig zijn hart- en vaatziekten en kanker dominant, maar ziekenhuizen kampen met een vergelijkbaar probleem van multiresistente organismen. * **Co-evolutie en selectie:** Mensen hebben zich de laatste 10.000-15.000 jaar snel aangepast aan hun omgeving en de toename van infectieziekten. De verschillen in overlevingscurves door de tijd en per locatie worden sterk beïnvloed door infectieziekten. * **HLA-polymorfisme:** De diversiteit aan HLA-eiwitten, die centraal staan in het immuunsysteem, is het resultaat van selectie op specifieke allelen die bescherming bieden tegen de pathogenen die in een bepaalde niche heersen. Deze allelfrequenties variëren sterk tussen bevolkingsgroepen. * **Migratie en ziekte:** De verspreiding van de mens vanuit Afrika heeft geleid tot de ontwikkeling van verschillende pathogenen in Eurazië en Amerika. Bij het herstel van contacten tussen deze continenten, zoals na 1492, stierven grote aantallen inheemse Amerikanen aan ziekten uit Eurazië waartegen Europeanen al enige weerstand hadden opgebouwd. * **Oude, nieuwe en terugkerende pathogenen:** * **Oude pathogenen:** Afkomstig van niet-levende dragers (zoals Clostridia) of levende dragers. Virussen zoals herpesvirussen hebben een lange co-evolutie met de mens doorgemaakt, wat leidt tot lagere mortaliteit en persistentie. * **Nieuwe pathogenen:** Pathogenen zoals pokken, mazelen en influenza zijn waarschijnlijk ontstaan bij het begin van de landbouw en gedomesticeerde dieren, en zijn daarna geëvolueerd tot mens-specifieke pathogenen. Recente pathogenen zoals HIV, SARS en Ebola kunnen een zeer hoge mortaliteit veroorzaken en zijn mogelijk nog niet in evenwicht met de gastheerpopulatie. * **Terugkerende pathogenen:** Ziekten zoals tuberculose en bof kunnen terugkeren door factoren als immuunsuppressie of dichtbevolkte gemeenschappen. * **De 'Red Queen's Race':** Pathogenen ontwikkelen voortdurend virulentiefactoren om immuunontwijking te bewerkstelligen, wat leidt tot een constante evolutionaire wapenwedloop tussen gastheer en pathogeen. * **De fijne balans van het immuunsysteem:** Een te sterke immuunrespons kan leiden tot auto-immuunziekten of overmatige ontstekingsreacties (cytokine storm), terwijl een verzwakte of onjuiste respons vatbaarheid voor andere infecties vergroot. ### 3.6 Evolutie van micro-organismen en menselijke aanpassing * **Snelle aanpassing:** Virussen en bacteriën passen zich met enorme snelheid aan hun omgeving aan, mede door hun snelle voortplantingssnelheid. Een experiment toonde aan dat bacteriën binnen 11 dagen volledige resistentie konden ontwikkelen tegen antibiotica in een gegradueerd medium. * **Microbioom en ziekte:** Het menselijk microbioom, met name de darmflora, speelt een essentiële rol in de gezondheid en kan de vatbaarheid voor ziekte beïnvloeden. Veranderingen in het microbioom, bijvoorbeeld door antibioticagebruik, kunnen leiden tot ernstige disbalansen zoals diarree. * **Virale diversiteit:** Zelfs binnen een enkele gastheer kan een virus zoals HIV een aanzienlijke diversiteit ontwikkelen. * **Gedomesticeerde dieren als bron:** Veel pathogenen die menselijke ziekten veroorzaken, hebben verwante virussen en bacteriën gemeen met gedomesticeerde dieren, wat suggereert dat de sprong naar de mens is gemaakt met het ontstaan van de landbouw. ### 3.7 Virusdetectie en het menselijk viroom * **Viruskenmerken:** Virussen zijn infectieuze agentia die zich alleen kunnen voortplanten in een gastheercel. Ze zijn veel kleiner dan bacteriën en niet zichtbaar met een lichtmicroscoop, maar wel met een elektronenmicroscoop. * **Detectiemethoden:** Naast microscopie worden antigeendetectie (eiwit/suikerketens) en genoomdetectie (PCR, NGS) gebruikt voor virusidentificatie. * **Het menselijk viroom:** Dit omvat alle virussen die de mens infecteren, inclusief ziekmakende, niet-pathogene en bacteriofagen. Een deel van ons eigen genoom bestaat uit geïntegreerde retrovirussen. De menselijke viroom is nog grotendeels onontgonnen terrein, met schattingen dat slechts een klein percentage van alle bestaande virussen in kaart is gebracht. > **Tip:** De evolutie van zowel micro-organismen als de mens is een dynamisch proces, waarbij interacties binnen niches en de constante druk van pathogenen beide partijen beïnvloeden. Het begrijpen van deze interacties is cruciaal voor het bevorderen van gezondheid en het bestrijden van ziekten. * * * # Infectieziekten, menselijke evolutie en pathogenen Dit gedeelte onderzoekt hoe infectieziekten de menselijke populatie en ons genoom hebben gevormd, hoe genetische selectie ons helpt aan te passen aan pathogenen, en de historische context van oude, nieuwe en terugkerende ziekteverwekkers. ## 4\. Infectieziekten, menselijke evolutie en pathogenen Infectieziekten hebben een diepgaande impact gehad op de menselijke evolutie en ons genoom, waarbij genetische selectie centraal staat in de aanpassing van de mens aan de voortdurende dreiging van pathogenen. De studie van oude, nieuwe en terugkerende ziekteverwekkers biedt inzicht in deze dynamische relatie. ### 4.1 De impact van infectieziekten op de mens en zijn genoom De menselijke geschiedenis is onlosmakelijk verbonden met infectieziekten. De mortaliteitscurves van menselijke populaties tonen significante verschuivingen door de eeuwen heen, met een overwicht aan infectieziekten als doodsoorzaak, met name voor de reproductieve leeftijd, tot in de 19e eeuw. Dit duidt op een intense selectiedruk gedurende de laatste 10.000 tot 15.000 jaar, een relatief korte periode in evolutionaire termen, wat impliceert dat we mogelijk nog niet optimaal aangepast zijn aan onze huidige, dichtere samenlevingen. Naast infectieziekten speelden ook trauma, zoals verwondingen opgedaan tijdens de jacht of oorlogen, een belangrijke rol in de mortaliteit, vooral in eerdere perioden. Met de opkomst van de landbouw nam het belang van infectieziekten toe. #### 4.1.1 Genetische aanpassing en selectie #### 4.1.1.1 Het immuunsysteem en HLA-eiwitten Het humaan immuunsysteem, met name de humane leukocytenantigenen (HLA)-eiwitten, speelt een cruciale rol in de detectie van pathogenen. Deze eiwitten presenteren pathogenen aan het immuunsysteem, waardoor immuniteit kan worden opgebouwd. Vanwege de noodzaak om een breed scala aan pathogenen te kunnen presenteren, zijn de genen die coderen voor HLA-eiwitten zeer polymorf, wat betekent dat er vele verschillende allelen per soort bestaan. In specifieke niches worden de meest geschikte allelen geselecteerd. * **Voorbeeld:** Bij Europeanen komt het HLA-A2 allel veelvuldig voor en biedt het een goede bescherming tegen bijvoorbeeld influenza. De frequentie van specifieke HLA-allelen varieert aanzienlijk tussen verschillende bevolkingsgroepen, wat reflecteert dat ze blootgesteld zijn (geweest) aan verschillende pathogenen. De allelfrequentie van HLA-A2 varieert van 0,00 in Kameroen tot 0,30 in Europa. #### 4.1.1.2 Migratie en ziekteoverdracht De migratie van menselijke populaties heeft geleid tot de verspreiding van zowel de mens als hun pathogenen. Toen de contacten tussen Eurazië en Amerika na 1492 werden hersteld, stierven naar schatting 90% van de inheemse Amerikaanse bevolking aan ziekten zoals pokken, mazelen en influenza, ziekten die in Eurazië waren ontstaan en waartegen de Euraziërs een zekere weerstand hadden ontwikkeld. Omgekeerd wordt gesuggereerd dat syfilis vanuit Amerika naar Europa is overgebracht. De mens heeft zich vanuit Afrika verspreid over de wereld, en met de opkomst van landbouw en dichtere bevolkingsconcentraties in de laatste 10.000 jaar, hebben pathogenen zich ook verspreid, wat leidde tot verschillen tussen Euraziatische en Amerikaanse pathogenen. #### 4.1.1.3 De 'Red Queen's Race' De voortdurende evolutionaire wapenwedloop tussen pathogenen en hun gastheren wordt treffend beschreven door het concept van de 'Red Queen's Race'. Pathogenen ontwikkelen constant nieuwe virulentiefactoren om immuunevasie te bewerkstelligen, terwijl gastheren zich hiertegen proberen te weren. Dit proces van co-evolutie verklaart waarom er geen "superkrachtig" immuunsysteem bestaat dat alle pathogenen kan bestrijden. Een te krachtige of onjuiste immuunrespons kan leiden tot auto-immuunziekten of allergieën. Bovendien kan een sterke verdediging tegen één pathogeen leiden tot een verminderde weerstand tegen andere. Overmatige ontstekingsreacties kunnen leiden tot een "cytokine storm", wat op zich al fataal kan zijn. > **Tip:** Begrijpen van de 'Red Queen's Race' is cruciaal om te realiseren waarom infectieziekten een blijvende uitdaging vormen en waarom het uitroeien van alle pathogenen onmogelijk is. ### 4.2 Oude, nieuwe en terugkerende pathogenen De diversiteit aan pathogenen waarmee de mens wordt geconfronteerd, kan worden ingedeeld naar hun evolutionaire herkomst en de periode waarin ze dominant werden. #### 4.2.1 Oude pathogenen Sommige pathogenen hebben een lange co-evolutie met de mens doorgemaakt, wat vaak resulteert in een lagere mortaliteit en een meer persistente relatie met de gastheer. Herpesvirussen, die sterk lijken op die van chimpansees, zijn een voorbeeld van pathogenen die mogelijk al sinds lange tijd met de mens samenleven en waarbij de evolutie richting symbiose is gegaan. #### 4.2.2 Nieuwe pathogenen (emerging pathogens) #### 4.2.2.1 Pathogenen uit de landbouw Pathogenen die het meest waarschijnlijk de sprong naar de mens hebben gemaakt bij het ontstaan van de landbouw, ongeveer 12.000 jaar geleden, omvatten virussen zoals pokken, mazelen en influenza, en bacteriën zoals \_Yersinia pestis en \_Vibrio cholerae. Deze pathogenen zijn waarschijnlijk geëvolueerd vanuit gedomesticeerde dieren en zijn mens-specifieke pathogenen geworden. #### 4.2.2.2 Recente pathogenen De laatste 100 jaar hebben zich nieuwe pathogenen gemanifesteerd, vaak gerelateerd aan veranderingen in het milieu en de levensstijl. Voorbeelden hiervan zijn: * Legionellosis (geassocieerd met stilstaand verwarmd water) * AIDS (veroorzaakt door HIV) * Ziekte van Lyme (door toename van de hertenpopulatie) * \_Escherichia coli O157:H7 (veroorzaker van hemolytisch-uremisch syndroom) * H5N1 influenza pandemie (met shifts en drifts) * SARS, MERS, Ebola, Zika Deze recente pathogenen zijn niet noodzakelijk in evenwicht met de gastheerpopulatie en kunnen een zeer hoge mortaliteit veroorzaken, zoals HIV dat tot heden al meer dan 30 miljoen doden heeft geëist. #### 4.2.3 Terugkerende pathogenen Sommige pathogenen, hoewel niet nieuw, kunnen terugkeren of opnieuw dominant worden onder bepaalde omstandigheden. Dit geldt voor: * Tuberculose (door immuunsuppressieve therapieën voor auto-immuunziekten en AIDS) * Bof (in dichtbevolkte gebieden, mogelijk door afnemende vaccinatiegraad of aflopende immuniteit) #### 4.2.4 De natuurlijke evolutie van pathogenen De natuurlijke evolutie van een opkomend pathogeen, zoals COVID-19, wordt gekenmerkt door mutaties. Het dominante scenario is niet dat de meest pathogene variant de overhand neemt, maar eerder dat de meest infectieuze variant zich verspreidt. Pathogenen die de mens als gastheer succesvol infecteren, evolueren voortdurend. > **Tip:** Het is cruciaal om te beseffen dat het volledig uitroeien van ziekteverwekkers met antibiotica onmogelijk is, omdat ze zich voortdurend aanpassen en resistentie ontwikkelen. Het concept van conditionele pathogenen, die ziekte veroorzaken afhankelijk van de vatbaarheid van het individu, is hierbij ook relevant. ### 4.3 Interacties tussen soorten in een niche De mens leeft in constante interactie met een breed scala aan micro-organismen, waaronder commensalen, symbionten en pathogenen. Deze interacties vinden plaats in verschillende niches, zowel macroscopisch als microscopisch. #### 4.3.1 Commensalen en symbionten Commensale bacteriën zijn niet-ziekmakende symbionten die vaak voordeel halen uit de gastheer zonder de gastheer significant te schaden. Ons lichaam, met name de darm, is een dynamisch habitat dat een enorme hoeveelheid micro-organismen huisvest, waaronder bacteriën, archaea, virussen en gisten. Dit microbioom functioneert als een metabool orgaan dat de menselijke metabole capaciteiten aanvult, bijvoorbeeld door de productie van vitaminen en de vertering van onverteerbare polysacchariden. * **Voorbeeld:** Lichens zijn voorbeelden van symbiose, bestaande uit een cyanobacterie en twee schimmels. Op vergelijkbare wijze leven wij samen met onze darm- en huidbacteriën. #### 4.3.2 De invloed van leefstijl op het microbioom Factoren zoals voeding, levensstijl en hygiëne beïnvloeden de samenstelling van het microbioom. In tegenstelling tot het menselijk genoom, kan het metagenoom (het gecombineerde genoom van micro-organismen) veranderen, wat invloed kan hebben op de vatbaarheid voor ziekte. * **Voorbeeld:** Het innemen van antibiotica kan het evenwicht van het darmmicrobioom verstoren, wat kan leiden tot ernstige diarree. Kiemvrije dieren (germ-free animals) vertonen een onderontwikkeld immuunsysteem, een veranderd darmoppervlak en verlengde gastro-intestinale transit, wat suggereert hoe belangrijk de aanwezigheid van micro-organismen is voor de normale ontwikkeling en functie. De samenstelling van het humane viroom, inclusief bacteriofagen die bacteriën kunnen modificeren, speelt ook een belangrijke rol. #### 4.3.3 Pathogenen in de levensboom Pathogenen, ziekteverwekkers, zijn verspreid over de gehele levensboom en kunnen afkomstig zijn van archaea, bacteriën, eukaryoten en virussen. #### 4.3.4 De rol van virussen Virussen worden beschouwd als "dood materiaal" dat alleen tot leven kan komen in een gastheercel. Ze bevatten genen die evolueren en nemen actief deel aan de evolutie van het leven. Veel virussen zijn niet-pathogeen, maar sommige kunnen specifieke bacteriën doden of genetisch wijzigen, bijvoorbeeld door de overdracht van virulentiefactoren of antibioticaresistentie. Een aanzienlijk deel van het menselijk genoom bestaat uit geïntegreerd viraal materiaal, zoals endogene retrovirussen. #### 4.3.5 Ziekteverwekkers en hun eigenschappen Niet alle bacteriën kunnen ziekte verwekken, en contact met een ziekteverwekkende bacterie leidt niet altijd tot ziekte. Ziekte veroorzaakt door bacteriën wordt niet altijd door één enkele bacterie veroorzaakt. Infectieziekten kunnen worden overgedragen door personen die niet ziek zijn. * **Conditionele pathogenen:** Ziekteverwekkers die weliswaar geïsoleerd kunnen worden bij gezonde mensen, maar pas ziekte veroorzaken afhankelijk van de vatbaarheid van het individu, kolonisatie, invasie en immuunrespons. Een voorbeeld is \_E. coli die blaasontstekingen kan veroorzaken. * **Opportunistische infecties:** Veroorzaakt door micro-organismen die geen ziekte kunnen veroorzaken bij gezonde personen, maar wel wanneer de immuniteit van de gastheer algemeen verminderd is. * **Dysbacteriose:** Een disbalans in de lokale flora, waarbij de symptomen niet toe te schrijven zijn aan de overgroei van één specifieke kiem. #### 4.3.6 Microbiële evolutie in een gestructureerde omgeving Micro-organismen kunnen zich met een enorme snelheid aanpassen aan hun omgeving, mede dankzij hun snelle voortplantingssnelheid in vergelijking met de mens. Experimentele opstellingen, zoals de "MEGA-plate", maken het mogelijk om microbiële evolutie in een gesatureerde omgeving met bijvoorbeeld antibiotica te bestuderen en de snelheid van adaptatie te observeren. > **Tip:** Houd rekening met de contextuele aard van pathogeniteit. Een micro-organisme dat in de ene situatie een commensale is, kan onder andere omstandigheden een pathogeen worden. * * * ## Veelgemaakte fouten om te vermijden * Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens * Let op formules en belangrijke definities * Oefen met de voorbeelden in elke sectie * Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Microbiologie | De wetenschap die zich bezighoudt met de studie van micro-organismen, hun levensprocessen, hun interacties en hun rol in het milieu en bij ziekte. | | Drie domeinen van het leven | Het classificatiesysteem dat al het leven op aarde verdeelt in drie groepen: Archaea, Bacteria en Eukarya, gebaseerd op genetische en moleculaire kenmerken. | | Kiemtheorie van Koch | Een reeks criteria die worden gebruikt om de oorzaak van een infectieziekte vast te stellen, namelijk dat een specifiek micro-organisme de ziekte veroorzaakt. | | Niche | Een specifieke omgeving of locatie waar een organisme of een populatie van micro-organismen leeft en interacties aangaat met andere organismen. | | Pathogeen | Een micro-organisme, virus of ander agens dat ziekte kan veroorzaken bij een gastheer. | | Commensaal | Een organisme dat leeft in symbiose met een ander organisme, waarbij het ene organisme voordeel heeft en het andere geen noemenswaardig voordeel of nadeel ondervindt. | | Symbiont | Een organisme dat leeft in symbiose met een ander organisme, waarbij beide organismen voordeel ondervinden van de relatie. | | Generatio spontanea | Een verouderde wetenschappelijke theorie die stelde dat levende organismen spontaan konden ontstaan uit levenloze materie. | | 16S rRNA | Een klein ribosomaal RNA-molecuul dat voorkomt in bacteriën en dat wordt gebruikt voor fylogenetische analyse en identificatie vanwege zijn universele aanwezigheid en relatieve constantheid. | | Archaea | Een van de drie domeinen van het leven, bestaande uit eencellige micro-organismen die structureel en biochemisch verschillen van bacteriën en eukaryoten. | | Bacteria | Een van de drie domeinen van het leven, bestaande uit eencellige prokaryotische micro-organismen die wijdverbreid zijn in bijna alle habitats op aarde. | | Eukarya | Een van de drie domeinen van het leven, waartoe organismen behoren waarvan de cellen een celkern en andere membraan-gebonden organellen bevatten, inclusief planten, dieren, schimmels en protisten. | | Prokaryoten | Cellen zonder celkern of andere membraan-gebonden organellen; kenmerkend voor bacteriën en archaea. | | Eukaryoten | Cellen met een celkern en membraan-gebonden organellen; kenmerkend voor planten, dieren, schimmels en protisten. | | LUCA (Last Universal Common Ancestor) | De hypothetische laatste voorouder van alle organismen op aarde, waarvan wordt aangenomen dat al het huidige leven afstamt. | | Horizontale gentransfer (HGT) | Het overbrengen van genetisch materiaal tussen organismen die geen ouder-kindrelatie hebben, wat een belangrijke rol speelt in de evolutie van micro-organismen. | | Pangenoom | De volledige set van alle genen die in alle stammen van een bepaalde soort worden aangetroffen, inclusief de genen die slechts in enkele stammen aanwezig zijn. | | Coregenoom | De set genen die aanwezig is in alle stammen van een bepaalde soort en die essentieel is voor de basisoverleving van de soort. | | Endomembranen | Een systeem van membranen binnen de eukaryote cel dat bestaat uit het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, lysosomen en de kernenvelop, betrokken bij eiwitsynthese en transport. | | Cytoskelet | Een dynamisch netwerk van eiwitfilamenten dat de vorm en interne organisatie van eukaryote cellen handhaaft en beweging mogelijk maakt. | | Mitochondriën | Organellen in eukaryote cellen die verantwoordelijk zijn voor celademhaling en de productie van adenosinetrifosfaat (ATP), de belangrijkste energiedrager van de cel. | | Viroom | De verzameling van alle virussen (inclusief bacteriofagen) die aanwezig zijn in een bepaald milieu, zoals het menselijk lichaam. | | Human metagenoom | Het totale genetische materiaal van alle micro-organismen (bacteriën, archaea, virussen, schimmels) die samenleven in een specifieke habitat, zoals de menselijke darm. | | Bacteriofaag | Een virus dat bacteriën infecteert. | | Conditionele pathogeen | Een micro-organisme dat onder bepaalde omstandigheden, zoals bij een verzwakt immuunsysteem of een verstoorde microbiële balans, ziekte kan veroorzaken. | | Opportunistische infectie | Een infectie veroorzaakt door een micro-organisme dat normaal gesproken niet pathogeen is, maar dat wel ziekte kan veroorzaken bij individuen met een verzwakt immuunsysteem. | | Dysbacteriose | Een onbalans in de samenstelling en/of activiteit van de normale microbiële flora van het lichaam, die kan leiden tot diverse gezondheidsproblemen. | | HLA-eiwitten (Human Leukocyte Antigen) | Eiwitten op het oppervlak van cellen die een rol spelen in het immuunsysteem door antigenen te presenteren aan T-cellen, waardoor het immuunsysteem kan reageren op vreemde indringers. | | Alliel | Een van de verschillende vormen van een gen die op dezelfde plaats (locus) op een chromosoom kunnen voorkomen. | | Co-evolutie | Het proces waarbij twee of meer soorten elkaar wederzijds beïnvloeden en zich samen ontwikkelen door middel van natuurlijke selectie. | | Immuunsuppressie | Het verminderen van de activiteit van het immuunsysteem, vaak gebruikt om afstoting van transplantaten te voorkomen of de symptomen van auto-immuunziekten te beheersen. | | Cytokinestorm | Een potentieel dodelijke overmatige immuunrespons gekenmerkt door een massale afgifte van pro-inflammatoire cytokinen, die kan leiden tot orgaanschade. |