02B_Virussen (2).pdf

# Structuur en classificatie van virussen Virussen zijn obligate intracellulaire parasieten die afhankelijk zijn van gastheercellen voor replicatie, en hun structuur en classificatie zijn gebaseerd op kenmerken zoals genetisch materiaal, nucleocapside en de aanwezigheid van een enveloppe [2](#page=2). ### 1.1 Algemene kenmerken van virussen Virussen worden gekenmerkt door het feit dat ze geen celstructuur of organellen bezitten. Hun genetisch materiaal kan RNA of DNA zijn, enkel- of dubbelstrengs (ss of ds), en bestaat uit één of meer chromosomen die coderen voor structurele eiwitten, enzymen en regulatoren. Dit genetisch materiaal is verpakt in een eiwitmantel, wat samen het nucleocapside vormt. Virussen kunnen naakt zijn (alleen nucleocapside) of een enveloppe bezitten [2](#page=2) [3](#page=3). ### 1.2 Structuur van een virion Het virion, het infectieuze viruspartikel, bestaat uit verschillende componenten [3](#page=3): * **Nucleocapside:** Dit is de combinatie van het genetisch materiaal (nucleïnezuur) en de structurele eiwitten, inclusief nucleïnezuur-bindende eiwitten en eventuele ingebouwde enzymen [3](#page=3). * **Naakte virussen:** Bij naakte virussen bestaat het virion uitsluitend uit het nucleocapside [3](#page=3). * **Virussen met enveloppe:** Virussen met een enveloppe hebben een nucleocapside dat omgeven is door een membraan. Dit membraan, de enveloppe, bevat vaak glycoproteïnen die fungeren als receptoren voor binding aan gastheercellen, en daaronder bevinden zich matrixeiwitten [3](#page=3). > **Tip:** Het onderscheid tussen naakte en omhulde virussen is belangrijk voor hun stabiliteit, overlevingskansen buiten de cel en de wijze van infectie. ### 1.3 Partikelgrootte en filtratie De grootte van virussen varieert aanzienlijk, van ongeveer 20 nanometer (nm) tot wel 100 nm. De genoomgrootte varieert van 3 kilobase (kb) tot meer dan 600 kb, waarbij RNA-virussen doorgaans kleiner zijn in partikelgrootte [4](#page=4). * **Bacteriële filters:** Filters met poriegroottes van 0,45 µm tot 0,2 µm worden gebruikt voor sterilisatie door filtratie en kunnen ook mycoplasma's tegenhouden [4](#page=4). * **Nanofiltratie:** Specifieke nanofiltratie, met poriegroottes rond de 15 nm, wordt gebruikt om virusvrij maken van eiwitten, zoals stollingsfactoren (FVIII) uit bloed [4](#page=4). ### 1.4 Classificatie van virussen De indeling van virussen is medisch het meest relevant op basis van het type genoom (RNA of DNA, enkel- of dubbelstrengs). Daarnaast is de aanwezigheid of afwezigheid van een membraan (enveloppe) een ander medisch relevant classificatiecriterium [6](#page=6). > **Voorbeelden van virussen qua grootte en type:** > > * Poxvirus [4](#page=4). > * Coronavirus [5](#page=5). > * Influenza virus [5](#page=5). > * Bacteriofaag T4 [5](#page=5). > * Parvovirus B19 [6](#page=6). --- # Eigenschappen en levenscyclus van virussen Virussen zijn obligaat intracellulaire parasieten met een eenvoudige structuur, waarbij hun levenscyclus verschillende fasen doorloopt om zich voort te planten binnen gastheercellen. ## 2. Eigenschappen en levenscyclus van virussen Virussen worden gekenmerkt door hun eenvoudige structuur en hun afhankelijkheid van gastheercellen voor replicatie. Ze kunnen worden onderverdeeld in naakte en ingepakte virussen, elk met specifieke eigenschappen die hun stabiliteit, verspreiding en interactie met het immuunsysteem beïnvloeden. De levenscyclus van een virus omvat een reeks stappen, van aanhechting aan de gastheercel tot de uiteindelijke vrijlating van nieuwe virionen. ### 2.1 Eigenschappen van virussen #### 2.1.1 Eigenschappen van naakte virussen Naakte virussen komen vrij door lyse (celvernietiging) van de geïnfecteerde cel. Ze zijn relatief stabiel tegenover externe factoren zoals temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Deze stabiliteit resulteert in een gemakkelijke verspreiding, infectieus blijven na uitdroging, overleven van de zure maag en basische darminhoud, en efficiëntie in rioolwater. Als gevolg hiervan is humorale immuniteit vaak voldoende voor bescherming, omdat de geïnfecteerde cellen afsterven en er minder nood is aan cytotoxische T-cellen of NK-cellen [7](#page=7). #### 2.1.2 Eigenschappen van ingepakte (enveloped) virussen Ingepakte virussen komen vrij door afsnoering van de geïnfecteerde cel, die hierbij niet noodzakelijk sterft. Hun membraan bevat zowel virale als cellulaire glycoproteïnen. Deze virussen zijn labieler en gevoelig voor temperatuur, zuren, detergenten en uitdroging. Dit leidt tot minder gemakkelijke verspreiding (via grote druppels, bloed of seksueel contact), verlies van infectieus vermogen bij uitdroging, en het niet overleven van de gastro-intestinale tractus. Zowel humorale als cellulaire immuniteit zijn nodig voor eliminatie, aangezien persistentie intracellulair mogelijk is. Een praktische toepassing hiervan is de inactivatie van bloedeiwitten zoals factor VIII met detergenten om virussen zoals HIV, HCV en HBV te verwijderen, zonder de eiwitten zelf te beschadigen. Deze methode is inefficiënt tegen naakte virussen [8](#page=8). #### 2.1.3 RNA-virussen RNA-virussen zijn over het algemeen kleiner in genoomgrootte, muteren gemakkelijker en kunnen aanleiding geven tot quasispecies. Door hun replicatie, die afhankelijk is van een viraal gecodeerd RNA-afhankelijk RNA-polymerase, maken ze frequenter fouten bij het overschrijven, wat evolutionair voordelig kan zijn voor het verhogen van variabiliteit. Hoewel er geen prototypische sequenties beschikbaar zijn voor de meeste RNA-virussen, bestaan er consensussequenties die de meest frequente base per positie weergeven. Sommige delen van het genoom zijn goed geconserveerd voor essentiële functies, zoals eiwitfunctie, regulatie van expressie/replicatie, of genoomopvouwing. Vergelijking van sequenties middels algoritmes maakt de ontwikkeling van fylogenetische bomen mogelijk, waarbij de afstand tussen takken een maat is voor diversiteit. Bij infectie, bijvoorbeeld door seksuele overdracht van HIV, kan één virusinitieel worden overgedragen, maar na verloop van tijd ontstaan er diverse varianten (quasispecies) binnen het lichaam [9](#page=9). ### 2.2 Virale levenscyclus De virale levenscyclus kan worden opgedeeld in verschillende stappen, die deels simultaan kunnen verlopen en inzicht geven in de cyclus en aangrijpingspunten voor antivirale medicatie [12](#page=12). #### 2.2.1 Adsorptie Adsorptie is de eerste stap, waarbij de interactie plaatsvindt tussen een receptor op de cel en een virusligand. De receptor op de cel kan een koolhydraat, (glyco)proteïne of (glyco)lipide zijn, vaak gerelateerd aan ionpompen. De receptor bepaalt de infecteerbaarheid van een cel en wordt beschouwd als een restrictiefactor. Sommige receptoren komen breed tot expressie, zoals sialezuur voor het influenzavirus op de meeste cellen terwijl andere beperkt voorkomen op specifieke celtypes, zoals CD4-co-receptoren CCR5 of CXCR4 voor HIV. Mutaties in de receptor of ligand kunnen de infecteerbaarheid moduleren. Antivirale vaccins werken vaak door de structuur van het virus die aan de receptor bindt, af te dekken met neutraliserende antistoffen, zoals het vaccin tegen hepatitis B met recombinant HBs-antigeen [13](#page=13). #### 2.2.2 Penetratie Na adsorptie volgt penetratie, waarbij het virale genoom de cel binnendringt. Bij bacteriofagen wordt het genoom direct in de cel geïnjecteerd door de celwand heen. Dierlijke virussen brengen hun genoom binnen via het nucleocapside, door middel van endocytose of membraanfusie langs de celmembraan [14](#page=14). #### 2.2.3 Uncoating Uncoating is het proces waarbij het virale genoom uit zijn omhulsel (capside of envelop) wordt bevrijd, zodat het toegankelijk wordt voor expressie en replicatie. Dit proces vindt plaats nadat het virus de gastheercel is binnengedrongen. Een schoolvoorbeeld is het influenza virus, dat via endocytose in een zure omgeving terechtkomt, waarna protonen via het M2-kanaal in de envelop de maturatie van hemagglutinine induceren. Dit veroorzaakt een conformationele verandering waardoor de envelop fuseert met het membraan van het endosoom en het capside in het cytoplasma vrijkomt. Medicatie die M2-kanaalblokkers bevat, kan dit proces tegengaan [15](#page=15). #### 2.2.4 Expressie en replicatie Expressie is het proces waarbij de genetische informatie van het virus wordt omgezet in virale eiwitten, en replicatie is de vermenigvuldiging van het virale genoom. De aard en organisatie van het genoom (RNA/DNA, enkel- of dubbelstrengs) bepalen logischerwijs hoe de replicatie en expressie plaatsvinden, wat belangrijke medische implicaties heeft voor therapie, resistentiemechanismen en persistentie [16](#page=16) [17](#page=17). * **DNA-virussen:** Het genoom komt meestal tot expressie in de celkern, vergelijkbaar met het gastheegenoom, met dsDNA als template. Partieel dsDNA (klasse VII) of ssDNA (klasse II) wordt eerst omgezet naar dsDNA. Uitzonderingen zijn pokkenvirussen die, ondanks een dsDNA-genoom, in het cytoplasma blijven en eigen enzymen meebrengen die normaal nucleair zijn. Replicatie van DNA-virussen vindt meestal plaats in de kern, met dsDNA als template. Klasse VII-virussen zetten een RNA-kopie van het genoom in het cytoplasma om naar partieel dsDNA [17](#page=17) [18](#page=18). * **RNA-virussen:** * **Positief-sense enkelstrengs RNA (+ssRNA, klasse IV):** Kan direct functioneren als mRNA en eiwitten produceren [17](#page=17). * **Negatief-sense enkelstrengs RNA (-ssRNA) en dubbelstrengs RNA (dsRNA):** Moeten eerst (deels) worden overgeschreven naar positief-sense RNA dat als mRNA dient. Hiervoor is een RNA-afhankelijk RNA-polymerase nodig dat in het virion verpakt moet zijn, omdat dit enzym niet in menselijke cellen aanwezig is voor dit doel. Het genoom wordt door een nieuw aangemaakt, viraal gecodeerd RNA-afhankelijk RNA-polymerase overgeschreven, wat kan leiden tot grote amplificatie [17](#page=17) [18](#page=18). * **Retrovirussen (+ssRNA, klasse VI):** Het genoom wordt na uncoating niet direct vertaald, maar eerst omgezet naar DNA via reverse transcriptie en vervolgens geïntegreerd in het gastheercelgenoom als dsDNA. Dit dsDNA proviraal genoom wordt door cellulaire polymerasen overgeschreven [17](#page=17) [18](#page=18). **Virusspecifieke structuren als aangrijpingspunt voor antivirale middelen:** Verschillende virale componenten worden herkend door het immuunsysteem als 'danger signals' of PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) [17](#page=17) [19](#page=19): * dsRNA: herkend door TLR3 (endosoom) en RIG-I. Wordt door Dicer verknipt tot siRNA [17](#page=17). * RNA zonder cap in cytoplasma: PAMP voor RIG-I [17](#page=17). * DNA in endosoom (ongemethyleerd CpG): PAMP voor TLR9 [17](#page=17). * ssRNA in endosoom: PAMP voor TLR7 [17](#page=17). * DNA-uiteinden in de celkern lijken op dubbelstrengs DNA-breuken [18](#page=18). Naast membraanreceptoren (TLR3) zijn er ook cytoplasmatische receptoren zoals RIG-I en inflammasomen. Er zijn ook membraan- (TLR9) en cytoplasmatische DNA-receptoren [19](#page=19). #### 2.2.5 Innate immuunrespons: Interferon-gestimuleerde genen (ISG) Pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMPs) triggeren receptoren (bv. TLRs), die de productie van interferonen (IFN) aanzetten. Type I en type III interferonen induceren de expressie van Interferon-Stimulated Genes (ISG's). Deze ongeveer 300 genen zijn gericht op het blokkeren van virusreplicatie en zijn actief tegen zowel RNA- als DNA-virussen [20](#page=20) [21](#page=21). Voorbeelden van ISG's: * **Interferon-inducible transmembrane proteins (IFITM):** Blokkeren virusbinding en de vrijlating van het virus uit het endosoom [21](#page=21). * **ISG15:** Een ubiquitine-achtig proteïne dat zich aan andere proteïnen bindt (ISG-ylatie), waardoor hun afbraaktijd verkort wordt [21](#page=21). * **Tetherin:** Voorkomt de vrijlating van virussen van het celmembraan. Bij HIV wordt dit effect ongedaan gemaakt door het virale eiwit Vpu [21](#page=21) [23](#page=23). * **cGAS (cyclic GMP-AMP synthase):** Een DNA-sensor die RNA- en DNA-virusreplicatie blokkeert [21](#page=21). * **RNAseL:** Knipt viraal en cellulair RNA [21](#page=21). * **PKR (Protein Kinase R):** Fosforyleert de eukaryote translatie-initiatiefactor EIF2A, wat de eiwitsynthese stillegt [21](#page=21). #### 2.2.6 Virion productie Dit stadium omvat de verpakking van het virale genoom in het capside, wat leidt tot de vorming van een nucleocapside. Vaak vindt dit proces plaats via auto-assemblage, gevolgd door de maturatie van het virion [22](#page=22). #### 2.2.7 Release De vrijlating van virions gebeurt door middel van budding (afsnoering) of lyse van de gastheercel. De vrijlating kan belemmerd worden doordat het virus aan de producerende cel blijft kleven, hetzij aan receptoren (waarvoor evolutionaire oplossingen zoals receptor-downregulatie of afknippen, bv. sialezuur door neuraminidase bij influenza, bestaan) hetzij aan tetherin, een interferon-geïnduceerde celreceptor die virale partikels aan het membraan bindt [23](#page=23). Nieuwe cycli van infectie starten wanneer vrijgekomen of celgebonden virussen een volgende cel infecteren. Cel-naar-cel transmissie is een belangrijke overdrachtswijze, waarbij het virus relatief beschermd is tegen neutraliserende antistoffen vanwege de beperkte blootstelling aan het extracellulaire milieu [23](#page=23). #### 2.2.8 Lytische levenscyclus (bacteriofaag) De lytische levenscyclus van een bacteriofaag is snel en resulteert in het afsterven van de bacterie. Dit mechanisme is interessant voor potentieel gebruik als antibiotherapie, hoewel resistentie kan ontstaan door mutaties in de bacteriële receptor voor het virus [24](#page=24). #### 2.2.9 Temperate bacteriofaag (lysogene levenscyclus) De lysogene levenscyclus maakt overdracht van de faag naar dochtercellen mogelijk zonder directe schade aan gastheercellen. Een repressor-eiwit van de faag wordt tot expressie gebracht, wat de replicatie van de faag onderdrukt. Bij inductie wordt de repressor afgebroken. Dit mechanisme is belangrijk voor de transductie van antibioticaresistentie en toxines, en kan geïnduceerd worden door antibiotische stress [26](#page=26). #### 2.2.10 Bacteriofaag levenscyclus kinetiek In een gesynchroniseerde infectie kan de kinetiek van replicatie (soms binnen een half uur) en het aantal vrijgelaten infectieuze partikels per geïnfecteerde cel (burst size) gemeten worden. Er wordt onderscheid gemaakt tussen vroege (enzymen, regulatoren) en late (capside) eiwitten tijdens de expressie [28](#page=28). #### 2.2.11 Dierlijk virus levenscyclus Dierlijke virussen zijn vaak minder complex dan bacteriofagen omdat ze geen celwand hoeven te penetreren. Ze groeien trager door compartimentalisatie van kern en cytoplasma, wat heen-en-weer transport vereist [29](#page=29). * **Herpesvirussen:** Na penetratie en uncoating gaat het dsDNA-genoom naar de kern voor replicatie en packaging. mRNA wordt naar het cytoplasma getransporteerd voor eiwitsynthese, waarna eiwitten met een nucleair lokalisatiesignaal terug naar de kern worden getransporteerd voor packaging. Budding gebeurt door het nucleaire membraan en opnieuw in het cytoplasma, gevolgd door release [29](#page=29). * **Influenza (orthomyxovirus):** Dit is een negatief-sense RNA-virus, maar de replicatie vindt plaats in de kern [29](#page=29). #### 2.2.12 Expressie en replicatie van HCV Het Hepatitis C virus (HCV) heeft een positief-sense RNA-genoom dat na vrijlating in het cytoplasma wordt omgezet in één eiwit, dat vervolgens wordt verknipt tot structurele (core, E1, E2) en niet-structurele (NS) eiwitten. NS5B is het RNA-afhankelijk RNA-polymerase (RdRP) dat negatief-sense kopieën aanmaakt, waarop nieuwe positief-sense kopieën worden gesynthetiseerd voor packaging in nieuwe virions. De NS-proteasen en het polymerase zijn aangrijpingspunten voor antivirale medicatie. De replicatie van HCV vindt plaats bij het membraan van het endoplasmatisch reticulum [30](#page=30). #### 2.2.13 HIV levenscyclus De levenscyclus van HIV omvat ligand-receptorherkenning en fusie van de envelopmembraan met de cellulaire membranen, waardoor het nucleocapside in het cytoplasma terechtkomt (vaak via endocytose met vorming van een vacuole gevolgd door membraanfusie). In het cytoplasma zet het reverse transcriptase (RT) het RNA-genoom om naar DNA, waarbij vaak fouten optreden. Het dsDNA vormt een pre-integratiecomplex dat door integrase wordt geïntegreerd in het gastheergenoom, met rol voor de LTR's (Long Terminal Repeats). Transcriptie van het provirus gebeurt door cellulaire polymerasen, gemedieerd door de 5' LTR promotoractiviteit (foutloos). Polyadenylatie vindt plaats via de 3' LTR poly-A activiteit, en splicing is mogelijk. Gespliced en ongespliced RNA codeert voor eiwitten, waarbij het ongesplicede (full-length) RNA ook dient als genoom. Budding vindt plaats ter hoogte van het celmembraan [31](#page=31). #### 2.2.14 Aantonen van virussen Het aantonen van virussen kan gebeuren door het zichtbaar maken van lyse, zoals plaque-vormende eenheden bij dierlijke virussen en cytopathisch effect. Dit kan door middel van verdunningen van het virus en het observeren van plaques [33](#page=33). --- # Virale genomen en hun classificatie De indeling van virussen op basis van hun genoom is medisch het meest relevant. Naast het type genoom is ook het al dan niet aanwezig zijn van een membraan medisch relevant [6](#page=6). ### 3.1 Genoomtypen en hun classificatie Virussen kunnen worden geclassificeerd op basis van de aard van hun genetisch materiaal, dat bestaat uit DNA of RNA, en of dit enkelstrengs of dubbelstrengs is. #### 3.1.1 RNA virussen RNA-virussen maken, in tegenstelling tot DNA-virussen, vaker fouten tijdens replicatie omdat deze afhankelijk is van een viraal gecodeerd RNA-afhankelijk RNA polymerase. Dit kan evolutionair voordelig zijn voor het verhogen van variabiliteit. Hoewel er geen prototypische sequenties van de meeste RNA-virussen beschikbaar zijn, bestaan er wel consensussequenties die de meest frequente base per positie weergeven. Bepaalde sequenties zijn goed geconserveerd en essentieel voor de functie van eiwitten, regulatie van expressie of replicatie, of voor de opvouwing van het genoom [9](#page=9). Vergelijking van sequenties met behulp van algoritmen maakt het mogelijk om fylogenetische bomen te ontwikkelen, waarbij de afstand tussen takken de diversiteit aangeeft en zo species en types kunnen worden geïdentificeerd. Wanneer een persoon geïnfecteerd wordt, kan dit aanvankelijk om één enkel overgedragen virus gaan. Na verloop van tijd ontstaan er echter verschillende varianten binnen het lichaam, wat leidt tot een reeks van verschillende virussen die als quasispecies worden aangeduid. Hoewel er één dominante sequentie is, kan deze worden vervangen door een meer succesvolle variant, bijvoorbeeld door een immuunrespons of bij aanvang van antivirale therapie [9](#page=9). RNA-virussen hebben over het algemeen een kleiner genoom, muteren gemakkelijker en kunnen aanleiding geven tot quasispecies in vergelijking met DNA-virussen [9](#page=9). #### 3.1.2 Voorbeelden van humane pathogenen per genoomtype De volgende tabel illustreert verschillende families van virussen, hun genoomtype en voorbeelden van humane pathogenen die zij veroorzaken: | Groep | Familie | Humane pathogenen (ziekte) | |------------|-----------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | dsDNA | Poxviridae | Variola (pokken); Orf (pustulaire dermatitis); Molluscum contagiosum (pustulaire dermatitis) | | | Herpesviridae | Herpes simplex 1,2 (orale, genitale herpes); Varicella-zoster (waterpokken); Epstein-Barr (mononucleosis); Cytomegalovirus (neonatale afwijkingen); HHV6 (roseola); HHV8 (Kaposi's sarcoom) | | | Adenoviridae | Adenovirus (respiratoire infectie, conjunctivitis) | | | Polyomaviridae | Polyomavirus (goedaardige nierinfectie, respiratoire ziekte, leukoencephalopathie) | | | Papillomaviridae| Papillomavirus (wratten, genitale kanker) | | ssDNA | Anellovirus | Onbekend | | | Parvoviridae | B-19 (vijfde ziekte, foetale sterfte) | | Retro | Hepadnaviridae | Hepatitis B ("serum" hepatitis) | | | Retroviridae | HIV (aids); HTLV (leukemie) | | dsRNA | Reoviridae | Rotavirus (kinderlijke gastro-enteritis) | | ssRNA (-) | Rhabdoviridae | Rabiesvirus (hondsdolheid) | | | Filoviridae | Ebolavirus (ebola) | | | Paramyxoviridae | Parainfluenzavirus (respiratoire infectie); Bofvirus (bof); Respiratoir syncytiaal virus (respiratoire infectie); Mazelenvirus (mazelen) | | | Orthomyxoviridae| Influenzavirus (influenza) | | | Bunyaviridae | Hantaanvirus (hemorragische koorts met renale syndroom) | | | Arenaviridae | Lassa-koortsvirus (hemorragische koorts) | | | Deltavirus | Hepatitis D (fulminante acute hepatitis) | | ssRNA (+) | Picornaviridae | Poliovirus (polio), rhinovirus (URI), Hepatitis A ("infectieuze" hepatitis) | | | Calciviridae | Norwalk (gastro-enteritis) | | | Hepevirus | Hepatitis E (acute hepatitis) | | | Astroviridae | Astrovirus (gastro-enteritis) | | | Coronaviridae | Coronavirus (respiratoire infectie) | | | Flaviviridae | Gelekoortsvirus (gele koorts); Hepatitis C (hepatitis) | | | Togaviridae | Oostelijke paardensefalitisvirus (encefalitis); Rubellavirus (rubella) | --- # Historische ontwikkeling en detectie van virussen Dit onderwerp belicht de evolutionaire reis van de virologie, van de vroege ontdekkingen van onzichtbare ziekteverwekkers tot de geavanceerde technieken die vandaag de dag gebruikt worden voor virusdetectie en onderzoek. ### 4.1 Historische mijlpalen in de virologie De geschiedenis van de virologie kent een reeks cruciale ontdekkingen die ons begrip van deze microscopische entiteiten hebben gevormd. #### 4.1.1 Vroege ontdekkingen en de Koch-postulaten In de 19e eeuw werd het bestaan van "filtreerbare agentia" ontdekt die de principes van Koch's postulaten leken te volgen. Dit was een vroege indicatie dat er ziekteverwekkers bestonden die kleiner waren dan bacteriën en niet zichtbaar waren met de lichtmicroscoop [11](#page=11). #### 4.1.2 Electronenmicroscopie en celkweek Net voor de Tweede Wereldoorlog werden de eerste beelden van virussen verkregen met behulp van de elektronenmicroscoop. Een andere significante doorbraak was de ontwikkeling van celcultuurtechnieken, waardoor virussen gekweekt konden worden. De kweek van het poliovirus in celcultuur in 1949 was hierin een belangrijke stap [11](#page=11). #### 4.1.3 Moleculaire biologie en virussen De studie van bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren) legde een fundamentele basis voor de moleculaire biologie. Een belangrijke ontdekking was die van het reverse transcriptase in 1970, waarvoor David Baltimore en Howard Temin in 1975 de Nobelprijs ontvingen. De ontdekking van het HIV-virus in 1983 stimuleerde virologisch onderzoek aanzienlijk en leidde tot de Nobelprijs voor de ontdekkers in 2008 [11](#page=11). #### 4.1.4 Genoomsequentie en de rol van Walter Fiers Een revolutionaire prestatie was de eerste volledige nucleotidensequentie van een genoom, die in 1976 werd voltooid door Walter Fiers van de Universiteit Gent. Het betrof de RNA-bacteriofaag MS2 met 3569 nucleotiden. In 1978 volgde de sequentie van een DNA-genoom afkomstig van een eukaryoot virus, SV40, met 5244 nucleotiden [11](#page=11). #### 4.1.5 Virussen in volksgezondheid en onderzoek De "War on Cancer" campagne, gelanceerd door president Nixon in de VS in 1971, zorgde voor een impuls in virologisch onderzoek. De ontdekking van humaan herpesvirus 8 (HHV8) in 1994, geassocieerd met het Kaposi-sarcoom, illustreert de link tussen virussen en bepaalde kankers. De snelle identificatie van het genoom van SARS-CoV-1 in 2002 binnen zes maanden, inclusief de ontwikkeling van een diagnostische test, toonde de vooruitgang in moleculaire technieken. Verder onderzoek in 2012 naar mutaties in influenza H5N1 die overdracht tussen zoogdieren mogelijk maken, en de ongekend snelle genoomidentificatie van SARS-CoV-2 in 2019, gevolgd door een diagnostische test, benadrukken de huidige capaciteit om snel te reageren op nieuwe virale bedreigingen. Recentelijk, in 2024, waren er uitbraken van een nieuwe mpox-variant [11](#page=11). ### 4.2 Detectie van virussen De detectie van virussen is essentieel voor diagnose, epidemiologisch onderzoek en de ontwikkeling van antivirale strategieën. Diverse methoden worden hiervoor ingezet, variërend van directe observatie tot moleculaire technieken [32](#page=32). #### 4.2.1 Methoden voor virusaantonen * **Electronenmicroscopie:** Biedt directe beelden van virusdeeltjes, maar is arbeidsintensief en vereist gespecialiseerde apparatuur [11](#page=11). * **Celkweek:** Virussen worden gekweekt in levende cellen om hun aanwezigheid te detecteren, vaak door cytopathische effecten te observeren [11](#page=11). * **Serologische tests:** Detecteren antistoffen die het immuunsysteem tegen het virus heeft aangemaakt, wat indirect bewijs levert van een infectie [32](#page=32). * **Moleculaire methoden:** Zoals PCR (Polymerase Chain Reaction) en sequencing, detecteren specifiek viraal genetisch materiaal (RNA of DNA). Deze methoden zijn zeer gevoelig en specifiek [11](#page=11) [32](#page=32). * **Antigeendetectie:** Detecteert specifieke virale eiwitten in klinische monsters [32](#page=32). > **Tip:** De keuze van de detectiemethode hangt af van de fase van de infectie, het type virus, en het beschikbare laboratoriummateriaal. Vroege detectie is cruciaal voor een effectieve behandeling en controle van de verspreiding. --- ## 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 | |------|------------| | Nucleocapside | Dit is het basale deel van een virusdeeltje en bestaat uit het genetisch materiaal (DNA of RNA) omgeven door eiwitten. Bij naakte virussen vormt het nucleocapside het complete virion, terwijl het bij virussen met een enveloppe ingesloten is door een membraanlaag. | | Virion | Een volledig infectieus virusdeeltje, bestaande uit het genetisch materiaal (genoom) omhuld door een eiwitmantel (capside) en eventueel een lipideomhulsel (enveloppe). Het is de functionele eenheid van het virus buiten de gastheercel. | | Enveloppe | Een buitenste membraanlaag van sommige virussen, afkomstig van de gastheercelmembraan tijdens het afsnoeringsproces. Deze enveloppe bevat vaak virale glycoproteïnen die een rol spelen bij de interactie met de gastheercel en bevat ook virale en cellulaire eiwitten. | | Naakte virussen | Virussen die geen lipideomhulsel (enveloppe) bezitten. Hun structuur bestaat uitsluitend uit het genetisch materiaal en de eiwitmantel (nucleocapside). Deze virussen zijn vaak stabieler onder invloed van omgevingsfactoren zoals temperatuur en pH. | | Enveloppe virussen | Virussen die wel een lipideomhulsel (enveloppe) bezitten, verkregen uit de gastheercelmembraan tijdens replicatie. Deze enveloppe is vaak gevoelig voor omgevingsfactoren zoals hitte en detergenten, wat invloed heeft op hun verspreidingswijze en overlevingskansen buiten de cel. | | Obligaat intracellulaire parasiet | Een organisme dat alleen kan groeien en zich vermenigvuldigen binnen een levende gastheercel. Virussen zijn hier een klassiek voorbeeld van, aangezien ze de machinerie van de gastheercel nodig hebben voor hun replicatie. | | Genoom | Het volledige genetische materiaal van een organisme of virus, bestaande uit DNA of RNA. Bij virussen kan dit enkelstrengs of dubbelstrengs zijn, en lineair of circulair. De aard van het genoom bepaalt de replicatiestrategie van het virus. | | Bacteriofaag | Een virus dat specifiek bacteriën infecteert. Bacteriofagen worden gebruikt in onderzoek, met name in de moleculaire biologie, en worden ook onderzocht als potentiële antibacteriële therapie (fagencrytherapie). | | Quasispecies | Een populatie van genetisch nauw verwante, maar niet identieke virusdeeltjes binnen een geïnfecteerde gastheer. Dit fenomeen treedt vaak op bij virussen met een RNA-genoom vanwege hun hoge mutatiesnelheid tijdens replicatie, wat resulteert in aanzienlijke genetische diversiteit. | | Virostatica | Medicijnen die de replicatie van virussen remmen. Deze middelen grijpen specifiek in op verschillende stadia van de virale levenscyclus, zoals virale enzymen of eiwitten die essentieel zijn voor de replicatie. | | Endocytose | Een proces waarbij de cel materiaal uit de omgeving opneemt door het membraan naar binnen te vouwen, waardoor een blaasje (vesikel) ontstaat dat het opgenomen materiaal bevat. Veel virussen maken gebruik van endocytose om de gastheercel binnen te dringen. | | Lyse | Het proces waarbij een cel openbreekt en sterft, vaak veroorzaakt door interne of externe factoren. Bij virussen kan lyse optreden als gevolg van de replicatie en vrijlating van nieuwe virusdeeltjes, wat leidt tot de vernietiging van de gastheercel. | | cDNA | Complementair DNA, een DNA-kopie die gesynthetiseerd wordt uit een RNA-template met behulp van het enzym reverse transcriptase. Retrovirussen, zoals HIV, gebruiken reverse transcriptase om hun RNA-genoom om te zetten in cDNA, dat vervolgens in het genoom van de gastheercel kan worden geïntegreerd. | | Reverse transcriptase | Een enzym dat RNA kan gebruiken als template om een complementaire DNA (cDNA)-streng te synthetiseren. Dit enzym is cruciaal voor retrovirussen, omdat het de omzetting van hun RNA-genoom naar DNA mogelijk maakt, wat vervolgens geïntegreerd kan worden in het gastheer-DNA. |