02A_bacteriën (1).pdf

# Structuur en classificatie van bacteriën Dit onderwerp behandelt de fundamentele opbouw van bacteriën, inclusief hun celwand, genoom en externe structuren, evenals de methoden voor hun classificatie en naamgeving [2](#page=2). ### 1.1 Anatomie van bacteriën Bacteriën onderscheiden zich van eukaryoten en virussen door hun unieke celstructuur en metabolisme. Ze bezitten een celmembraan, meestal een celwand, cytoplasma, ribosomen en een enkel circulair genoom, maar missen een celkern, mitochondriën en endoplasmatisch reticulum. Virussen daarentegen zijn obligate intracellulaire parasieten die het metabolisme van de gastheer gebruiken [12](#page=12). #### 1.1.1 Celmembraan De celmembraan is opgebouwd uit een fosfolipidenbilayer, waarin macromoleculen zoals glycoproteïnen zijn ingebed. Deze moleculen spelen een rol bij het contact met de omgeving en de uitwisseling van stoffen tussen het intracellulaire en extracellulaire compartiment [13](#page=13). #### 1.1.2 Celwand De meeste bacteriën hebben een celwand buiten hun celmembraan. De samenstelling van deze celwand varieert tussen grampositieve en gramnegatieve bacteriën, wat fundamenteel is voor hun biologie, gramkleurbaarheid en gevoeligheid voor antibiotica [14](#page=14). ##### 1.1.2.1 Grampositieve bacteriën Grampositieve bacteriën hebben een celwand die grote hoeveelheden peptidoglycaan bevat, samen met andere macromoleculen voor contact en uitwisseling met de omgeving [14](#page=14). ##### 1.1.2.2 Gramnegatieve bacteriën Gramnegatieve bacteriën hebben een dunnere laag peptidoglycaan, omgeven door een tweede lipidenmembraan dat lipopolysacchariden (LPS) bevat. LPS is een krachtige ontstekingsverwekker en wordt ook wel endotoxine genoemd. Het bestaat uit drie delen: lipid A, de binnenste polysacchariden (core polysaccharide), en variabele buitenste suikers, bekend als het O-antigen, dat soort- of typespecifiek kan zijn [14](#page=14) [15](#page=15). ##### 1.1.2.3 Celwand van mycobacteriën Mycobacteriën bezitten een celwand die een dichte laag lange mycolzuren bevat. Deze samenstelling draagt bij aan hun lange overleving in de natuur, resistentie tegen veel antibiotica, en maakt ze zuurvast. Het maakt ze ook moeilijk verteerbaar voor macrofagen, waardoor ze langdurig in het fagolysosoom kunnen overleven, wat complicaties kan veroorzaken bij immuungecompromitteerde patiënten zoals bij hiv/aids [20](#page=20). #### 1.1.3 Vorm en Gramkleuring De celwand bepaalt de vorm van de bacterie en verklaart de gramkleurbaarheid. Gramkleuring onderscheidt grampositieve (blauw) en gramnegatieve (rood) bacteriën. De meest voorkomende vormen zijn bolvormig (kok) of staafvormig (bacil). Minder voorkomende vormen zijn fusiform, kommavormig en spirocheet (kurketrekker). Gramkleuring, hoewel de vorm minder onderscheidend is, helpt bij de eerste classificatie van bacteriën. De vier basisgroepen bacteriesoorten zijn grampositieve en gramnegatieve kokken en staven. Verdere details, zoals kokken in kettingen (streptokokken) of trosjes (stafylokokken), helpen bij verdere groepering [18](#page=18) [19](#page=19). #### 1.1.4 Bacterieel genoom Het bacteriële genoom bestaat uit één circulair, dubbelstrengs DNA-molecuul dat compact is opgevouwen door middel van supercoiling, mogelijk gemaakt door gyrasen en topisomerases. Deze enzymen zijn een doelwit voor antibiotica zoals chinolonen. Naast het hoofdgenoom kunnen bacteriën ook beschikken over extra genetisch materiaal in de vorm van circulaire plasmiden [21](#page=21). ##### 1.1.4.1 Minimum aantal genen In tegenstelling tot eukaryoten, is er bij prokaryoten een direct verband tussen het aantal genen en de genoomgrootte. Bacteriële genomen variëren van 0,5 tot 10 x $10^6$ nucleotiden en bevatten tussen 500 en 10.000 genen. Mycoplasmata hebben de kleinste genomen met ongeveer 500 genen en zijn sterk afhankelijk van eukaryote cellen voor hun overleving. Bacteriën met 4-5 duizend genen, zoals *Escherichia coli* en *Mycobacterium tuberculosis*, hebben additionele genen voor antibioticumresistentie, overleving onder diverse omstandigheden, virulentiefactoren, sporevorming en persistentie. Kleine genomen zijn voornamelijk gericht op DNA-replicatie, translatie en energieproductie, terwijl grotere genomen regulatiemechanismen voor genexpressie bevatten via signaaltransductie [22](#page=22) [23](#page=23) [24](#page=24). #### 1.1.5 Extra structuren Bacteriën kunnen extra structuren bezitten die hun overleving en virulentie beïnvloeden [25](#page=25). ##### 1.1.5.1 Kapsel Een kapsel is een polysaccharidenlaag rond de celwand die de bacterie beschermt tegen fagocytose. Het capsule-antigeen wordt aangeduid met "K" [25](#page=25) [26](#page=26). ##### 1.1.5.2 Flagellen Flagellen zijn zweephaartjes die zorgen voor beweeglijkheid van de bacterie. Het flagellair-antigeen wordt aangeduid met "H" [25](#page=25) [26](#page=26). ##### 1.1.5.3 Fimbriae Fimbriae zijn aanhechtingsmoleculen die zich binden aan specifieke celreceptoren. Ze zijn belangrijk voor kolonisatie en virulentie. Gastheercellen produceren neutraliserende antilichamen als bescherming tegen deze structuren [25](#page=25). ##### 1.1.5.4 Pilus Een pilus is een structuur die connectie tussen twee bacteriële cellen mogelijk maakt, waarna een kopie van een circulair plasmide kan worden geïnjecteerd in de ontvangende cel [28](#page=28). ##### 1.1.5.5 Sporen Sporen zijn geen structuren, maar een fysiologische fase van de bacterie die bescherming biedt tegen vijandige omstandigheden zoals warmte, straling en uitdroging. Sporen zijn metabool inactief en kunnen bij gunstige omstandigheden terugkeren naar de vegetatieve vorm. Voorbeelden van sporevormende bacteriën zijn *Clostridium tetani* en *Bacillus anthracis* [28](#page=28). ### 1.2 Classificatie en naamgeving van bacteriën De naamgeving en taxonomie van bacteriën, net als bij andere levende organismen, steunt op zowel fenotypische als genetische kenmerken. De moderne taxonomie baseert zich voornamelijk op genetische gelijkenis, waarbij een grotere mate van genetisch verschil duidt op een kleinere taxonomische verwantschap [40](#page=40). #### 1.2.1 Ribosomaal RNA als leidraad Het gen voor het ribosomaal 16S-RNA is een ideale sequentie voor het bestuderen van taxonomische verwantschap. Dit RNA-molecuul heeft een cruciale structurele functie in het ribosoom en ondergaat langzame wijzigingen (mutaties). Conservatieve regio's muteren nauwelijks, terwijl andere regio's meer variatie vertonen. Deze variatie weerspiegelt de evolutieduur en kan gebruikt worden voor taxonomische indeling op niveau van genus en species, en daarmee voor identificatie [41](#page=41). #### 1.2.2 Nieuwe taxonomische inzichten en naamgeving Nieuwe taxonomische bevindingen hebben geleid tot herclassificatie en naamswijzigingen van bacteriesoorten. Voorbeelden hiervan zijn de naamswijzigingen van *Actinobacillus actinomytemcomitans* naar *Aggregatibacter actinomycetemcomitans*, en *Pseudomonas maltophilia* naar *Stenotrophomonas maltophilia*. Vroeger ingedeeld in het genus *Bacteroides*, bevinden veel anaerobe gramnegatieve staven zich nu in diverse genera zoals *Prevotella* en *Porphyromonas* [42](#page=42). #### 1.2.3 Schrijfwijze van bacterienamen Voor wetenschappelijke naamgeving van bacteriën geldt de Latijnse binomiale nomenclatuur. Het genus wordt met een hoofdletter geschreven en het gehele genus- en soortnaam wordt cursief weergegeven (bv. *Staphylococcus aureus*). Wanneer alleen naar het genus verwezen wordt, wordt alleen de genusnaam cursief geschreven (bv. *Staphylococcus*). De afkorting "spp." (species pluralis) wordt gebruikt om te verwijzen naar meerdere soorten binnen een genus, en dit is niet cursief (bv. *Pseudomonas* spp.). Een uitzondering hierbij is wanneer een serovar wordt aangeduid, zoals *Salmonella* Panama, waarbij Panama geen speciesnaam is. Virussen worden anders benoemd, waarbij de Latijnse genusnaam cursief is (bv. *Paromoxyvirus*), maar in het Nederlands en Engels de gangbare namen niet cursief zijn (bv. mazelenvirus, measles virus) [43](#page=43). --- # Bacteriële groei, metabolisme en adaptatie Dit deel van het document behandelt de fundamentele aspecten van hoe bacteriën groeien, hun metabolisme benutten, en zich aanpassen aan diverse omgevingsfactoren, inclusief fenomenen zoals fenotypische variatie, biofilms en quorum sensing. ### 2.1 Bacteriën #### 2.1.3 Metabolisme, celgroei en fenotypische adaptatie Metabolisme omvat de omzetting van organische moleculen met onder andere energieproductie. Bacteriën en andere micro-organismen kunnen de omgeving beïnvloeden via metabolieten, zowel buiten het lichaam (bv. fermentatie voor voeding zoals yoghurt, bier, kaas, wijn, cacao, salami) als in het lichaam (bv. zure metabolieten van lactobacillen die de vaginale pH reguleren, of de neutralisatie van maagzuur door Helicobacter pylori met ammoniakproductie). Ze produceren ook enzymen/eiwitten die de omgeving beïnvloeden (bv. hyaluronidase, coagulase) en toxines die gastheercellen of andere bacteriën beschadigen (bv. neurotoxines, enterotoxines, bacteriocines) [29](#page=29). ##### 2.1.3.1 Celdeling van bacteriën Bacteriële groei verloopt logaritmisch, waarbij de populatie zich in korte tijd exponentieel kan vermenigvuldigen. Onder optimale omstandigheden vindt celdeling plaats om de 20-30 minuten. De groeicurve van een bacteriële populatie kent typisch een lag-fase (adaptatie en genexpressieverandering), gevolgd door een logaritmische fase, een stationaire fase wanneer voedingsbronnen uitgeput raken, en uiteindelijk een afstervingsfase [30](#page=30). > **Tip:** De logaritmische vermenigvuldiging kan worden weergegeven als: 1 > 2 > 4 > 8 > 16 > 32 > 64 > 128 > 256... [30](#page=30). ##### 2.1.3.2 Invloed van de omgeving Verschillende omgevingsfactoren beïnvloeden de groei en het metabolisme van bacteriën: * **Zuurtegraad (pH):** Bacteriën hebben specifieke pH-voorkeuren; sommige gedijen in zure omgevingen (bv. *Streptococcus mutans*), andere in alkalische [31](#page=31). * **Osmotische druk:** De aanwezigheid van bacteriën wordt ook beïnvloed door de osmotische druk van de omgeving [31](#page=31). * **Zuurstof (O2) en Koolstofdioxide (CO2) spanning:** * **Obligaat aeroob:** Vereisen zuurstof voor groei (bv. *Mycobacterium tuberculosis*) [31](#page=31). * **Facultatief aeroob/anaeroob:** Kunnen zowel met als zonder zuurstof groeien [31](#page=31). * **Anaeroob:** Zuurstof is toxisch; gevoeligheid varieert van strikt anaeroob tot het verdragen van enige zuurstof (bv. in abcessen) [31](#page=31). * **Capnofiel:** Groeien beter in een omgeving met hoge CO2-spanning (bv. *Haemophilus*) [31](#page=31). * **Temperatuur:** Er is een optimale temperatuur, minimum en maximum temperatuur, en een specifieke temperatuurbereik voor groei. Humane pathogenen en commensalen groeien het snelst rond 36,5 °C. Koorts kan de groeisnelheid van veel bacteriën vertragen, terwijl langzame groei in de koelkast nog mogelijk is [31](#page=31). Deze fysiologische eisen zijn cruciaal voor kweekomstandigheden in het laboratorium en voor het overleven van bacteriën in monsters tijdens transport [31](#page=31). ##### 2.1.3.3 Fenotypische variatie en adaptatie Bacteriën passen hun metabolisme aan de omgevingsomstandigheden aan. Wanneer een substraat (bv. glucose) uitgeput raakt, kunnen bacteriën overschakelen op een nieuw substraat, waarvoor nieuwe enzymen nodig zijn. Dit kan leiden tot een knik in de groeicurve, wat de tijd weerspiegelt die nodig is om specifieke genexpressiereguliatiemechanismen, zoals het lac operon, te activeren (#page=32, 33) [32](#page=32) [33](#page=33). > **Voorbeeld:** Het operon model toont hoe genexpressie wordt gereguleerd. Als glucose aanwezig is, wordt dit eerst opgebruikt, zelfs als andere suikers zoals lactose ook aanwezig zijn. Zodra glucose op is, wordt lactose gebruikt als energiebron, wat de transcriptie van lactose-afbrekende enzymen activeert via een feedbackmechanisme in een repressor-activatorsysteem. Als glucose aanwezig is of lactose afwezig, bindt RNA polymerase niet, wat resulteert in geen transcriptie en het verdwijnen van deze enzymen. De repressor LacI wordt geïnactiveerd door lactose [33](#page=33). Bacteriële cellen passen hun metabole wegen aan op basis van de omgevingscondities [33](#page=33). Verschillende fenotypische variaties illustreren dit aanpassingsvermogen: * **Planktonische vs. sessiele bacteriën:** Klassiek worden bacteriën bestudeerd in solitaire, planktonische vorm in reincultuur tijdens de exponentiële fase. In de reële situatie komen bacteriën echter voor in gemengde culturen, suboptimale omstandigheden, of zijn ze metabool inactief. Dit kan leiden tot gedrag *in vivo* dat afwijkt van laboratoriumvoorspellingen, zoals verhoogde virulentie of resistentie tegen antibiotica [34](#page=34). * **Persisters:** Dit zijn bacteriën die een metabool inactieve toestand aannemen, waardoor ze ongevoelig worden voor antibiotica. Dit is een actief overlevingsmechanisme, geen passief fenomeen [34](#page=34). * **Sporen:** (Zie hoger) [34](#page=34). * **Fenotypisch switchen ('bet hedging' of risicospreiding):** Een populatie kan meerdere subpopulaties bevatten, waarbij sommige klaar zijn voor nieuwe uitdagende omgevingen, wat de overlevingskans van de populatie vergroot [34](#page=34). * **Biofilm en quorum sensing:** Deze fenomenen worden hierna besproken [34](#page=34). ##### 2.1.3.4 Biofilm en quorum sensing **Quorum sensing** is een communicatiemechanisme waarbij bacteriën de dichtheid van hun populatie detecteren via boodschappermoleculen. Wanneer deze moleculen een kritische concentratie bereiken, worden bepaalde metabole pathways aan- of uitgezet, wat resulteert in een veranderd metabolisme (bv. minder celdeling, meer toxineproductie, meer slijmproductie). Dit maakt de bacteriële kolonie minder gevoelig voor antibiotica en beter bestand tegen eliminatie door macrofagen [35](#page=35). Een **biofilm** is een vorm van bacteriële kolonisatie met sterk veranderde kenmerken, gekenmerkt door een driedimensionale structuur, overmatige slijmproductie, en ongevoeligheid voor antibiotica en macrofagen. Af en toe worden mobiele bacteriën, mogelijk met een persister fenotype, uit de biofilm losgelaten. Biofilms spelen een rol bij infecties rond lichaamsvreemde voorwerpen, maar ook bij vele (zo niet de meeste) weefselinfecties [35](#page=35) [37](#page=37). > **Voorbeeld:** Biofilms zijn complexe, gestructureerde gemeenschappen van bacteriën, vaak ingebed in een zelfgeproduceerde matrix van polysachariden, eiwitten en nucleïlzuren [36](#page=36). ##### 2.1.3.5 Persisters Antibiotica doden bacteriën in een logaritmisch proces. Persisters zijn cellen die door een afwijkende metabole toestand ongevoelig zijn voor antibiotica en daardoor overleven. Ze kunnen na de antibioticabehandeling weer metabool actief worden. Dit fenomeen en de consequenties ervan worden verder besproken in het hoofdstuk over antibiotica [38](#page=38). ##### 2.1.3.6 Interacties in biofilm Binnen een biofilm beïnvloeden bacteriën elkaar op diverse manieren. Positieve interacties omvatten het bieden van aanhechtingsplaatsen aan andere soorten of de productie van nuttige metabolieten. Negatieve interacties kunnen ontstaan door competitie om ruimte, voedsel, of door het wijzigen van de omgeving met metabolieten. Directere negatieve interacties zijn antibacteriële middelen zoals bactericines, waarmee de normale flora zich beschermt tegen kolonisatie door pathogenen. Interacties met het menselijk lichaam komen in andere hoofdstukken aan bod [39](#page=39). --- # Virussen: structuur, levenscyclus en interactie met het immuunsysteem Dit onderdeel behandelt de fundamentele kenmerken van virussen, hun classificatie, structurele opbouw, de diverse stadia van hun levenscyclus, en hoe ze interageren met het aangeboren immuunsysteem en gastheercellen. ### 2.2.1. Classificatie De classificatie van virussen wordt in dit document niet specifiek uitgewerkt [3](#page=3). ### 2.2.2. Structuur van een virion Een virion, de complete virale deeltje, bestaat uit genetisch materiaal (DNA of RNA) verpakt in een eiwitmantel, het capside. Afhankelijk van het type virus kan dit virion ook nog omgeven zijn door een lipide envelop [3](#page=3). ### 2.2.3. Eigenschappen #### 2.2.3.1. Eigenschappen van naakte virussen Naakte virussen missen een lipide envelop en bestaan primair uit genetisch materiaal en een capside [3](#page=3). #### 2.2.3.2. Eigenschappen van enveloppe virussen Enveloppe virussen zijn voorzien van een lipide envelop, afkomstig van de gastheercelmembraan, waarin virale eiwitten zijn geïntegreerd [3](#page=3). #### 2.2.3.3. RNA virussen RNA virussen bezitten RNA als hun genetisch materiaal en vallen onder een specifieke categorie binnen de virale classificatie [3](#page=3). #### 2.2.3.4. Aantonen van virussen Methoden voor het aantonen van virussen worden kort vermeld als een eigenschap [3](#page=3). ### 2.2.4. Levenscycli De virale levenscyclus omvat een reeks stappen die leiden tot de replicatie van het virus binnen een gastheercel [1](#page=1) [3](#page=3). #### 2.2.4.1. Virale levenscyclus: adsorptie Dit stadium beschrijft hoe een virus zich bindt aan specifieke receptoren op het oppervlak van de gastheercel [3](#page=3). #### 2.2.4.2. Virale levenscyclus: penetratie Hierbij wordt het virale genetisch materiaal de gastheercel binnengebracht [3](#page=3). #### 2.2.4.3. Virale levenscyclus: expressie en replicatie Dit omvat het gebruik van de cellulaire machinerie van de gastheer voor de expressie van virale genen en de replicatie van het virale genetisch materiaal [3](#page=3). ##### 2.2.4.4. RNA en DNA sensors: Pathogen recognition receptor voor virussen en bacteriën Het aangeboren immuunsysteem detecteert virussen en bacteriën via pathogen recognition receptors (PRRs) die virale of bacteriële componenten herkennen [3](#page=3). ##### 2.2.4.5. Innate immune effector mechanism: interferon stimulated genes (ISG) Na herkenning activeert het immuunsysteem interferon-gestimuleerde genen (ISGs) als een afweermechanisme tegen virale infecties [3](#page=3). #### 2.2.4.6. Virale levenscyclus: virion productie Nieuwe virale componenten worden gesynthetiseerd en samengevoegd tot nieuwe virionen [3](#page=3). #### 2.2.4.7. Virale levenscyclus: release De nieuw gevormde virionen worden uit de gastheercel vrijgegeven, klaar om andere cellen te infecteren [3](#page=3). #### 2.2.4.8. Virale levenscyclus: lytische levenscyclus bacteriofaag Bij de lytische cyclus worden de gastheercellen vernietigd na replicatie van het virus (bacteriofaag) [3](#page=3). #### 2.2.4.9. Virale levenscyclus: temperate bacteriofaag Een temperate bacteriofaag kan integreren in het bacteriële genoom en een lysogene cyclus volgen, waarbij het zich repliceert zonder de cel onmiddellijk te doden [3](#page=3). #### 2.2.4.10. Virale levenscyclus: bacteriofaag Dit punt verwijst naar de algemene levenscycli van bacteriofagen [3](#page=3). #### 2.2.4.11. Virale levenscyclus: dierlijk virus Specifieke aspecten van de levenscyclus van dierlijke virussen komen aan bod [3](#page=3). #### 2.2.4.12. Virale levenscyclus: expressie en replicatie HCV Gedetailleerde bespreking van de expressie en replicatie van het Hepatitis C virus (HCV) [3](#page=3). #### 2.2.4.13. Virale levenscyclus: HIV Gedetailleerde bespreking van de levenscyclus van het Human Immunodeficiency Virus (HIV), inclusief integratie in humaan DNA, latentie en oncogene transformatie [1](#page=1) [3](#page=3). ### 2.2.5. Aantonen van virussen Technieken voor het detecteren en identificeren van virussen worden besproken [3](#page=3). > **Tip:** Begrijp de verschillende stadia van de virale levenscyclus goed, aangezien veel antivirale medicijnen op specifieke stappen in deze cyclus aangrijpen. > > **Tip:** Let goed op de verschillen tussen naakte en enveloppe virussen, omdat dit invloed heeft op hun stabiliteit en hoe ze geïnactiveerd kunnen worden. > > **Tip:** De interactie met het aangeboren immuunsysteem is cruciaal. Begrijp hoe PRRs en ISGs bijdragen aan de vroege afweer tegen virale infecties. --- # Genotypische variatie en identificatie van bacteriën Dit onderwerp behandelt de genetische diversiteit binnen bacteriële soorten, de mechanismen van genetische uitwisseling, en de technieken zoals serotypering en genotypering die gebruikt worden voor identificatie en epidemiologisch onderzoek. ### 4.1 Genotypische variatie bij bacteriën Bacteriën vertonen aanzienlijke genetische variatie, die ontstaat door normale mutatie en selectie, maar ook door de uitwisseling van grote stukken erfelijk materiaal. Deze variatie zorgt ervoor dat bacteriën van dezelfde soort niet identiek zijn, wat leidt tot varianten met verschillende 'uiterlijke' en fysiologische kenmerken. Sommige van deze varianten kunnen toxineproducerend zijn, beter aangepast aan een specifieke gastheer, of resistenter tegen antibiotica. Dit staat in contrast met fenotypische variatie, wat een gevolg is van verschillen in genexpressie van een in principe identiek genoom. Het basisgenoom van een bacteriesoort kan worden aangevuld met chromosomale of extrachromosomale elementen, waaronder 'pathogenicity islands' die de stam beter laten overleven, adhereren en ziekte veroorzaken door middel van toxines [44](#page=44). #### 4.1.1 Mechanismen van genetische uitwisseling Er zijn verschillende mechanismen waardoor bacteriën genetisch materiaal kunnen uitwisselen: * **Transformatie**: De spontane opname van DNA uit de omgeving (vaak van verwante soorten) en de integratie ervan in het eigen chromosoom [45](#page=45). * **Transductie**: De overdracht van genen via virussen, specifiek bacteriofagen [45](#page=45). * **Conjugatie**: De overdracht van genen die zich op extrachromosomaal DNA, zoals plasmiden, bevinden. Deze genen bevinden zich vaak op transposons, wat kleine mobiele genetische elementen zijn die kunnen verplaatsen en integreren in andere genetische regio's [45](#page=45). * **Transfectie**: Een techniek die voornamelijk *in vitro* wordt uitgevoerd om cellen genetisch materiaal te laten opnemen [45](#page=45). Alle bovengenoemde mechanismen komen *in vivo* voor [45](#page=45). #### 4.1.2 Belang van genotypische verschillen De diversiteit binnen bacteriële species is groot en kan worden benut om ze verder te onderscheiden. Dit is om de volgende redenen nuttig [46](#page=46): * **Pathogeniteit**: Bepaalde types bacteriën kunnen meer pathogeen zijn dan andere [46](#page=46). * **Epidemiologie**: Het traceren van de verspreiding van bacteriën binnen gemeenschappen, ziekenhuizen of over landsgrenzen heen. Dit omvat het vaststellen of stammen bij verschillende patiënten dezelfde zijn, of ze afkomstig zijn uit een ander land, etc. [46](#page=46). * **Vaccinatie**: Voor de ontwikkeling van vaccins, met name die gericht zijn op het opwekken van beschermende antilichamen tegen specifieke oppervlaktestructuren zoals kapsels, is het essentieel om deze structuren te kennen en te kunnen onderscheiden [46](#page=46). Technieken zoals serotypering en genotypering worden gebruikt voor dit onderscheid. Bij genotypering kan men spreken van 'fingerprinting' vanwege het grote discriminerende vermogen, of van volledige genoomsequencing. Stammen die sterk op elkaar lijken worden 'klonaal verwante stammen' genoemd; identieke stammen vormen een 'kloon' [46](#page=46). ### 4.2 Identificatie van bacteriën #### 4.2.1 Serotypering van bacteriën Serotypering is gebaseerd op het gebruik van specifieke antilichamen die binden aan specifieke (oppervlakkige) moleculen op het micro-organisme [47](#page=47). * **Gram-negatieve bacteriën**: Bezitten een buitenmembraan met LPS, dat somatische of O-antigenen bevat [47](#page=47). * **Kapselantigenen (K-antigenen)**: Zowel Gram-positieve als Gram-negatieve bacteriën kunnen een kapsel hebben [47](#page=47). * **Flagelantigenen (H-antigenen)**: Sommige soorten hebben flagellen voor voortbeweging [47](#page=47). Deze antigenen variëren zowel tussen soorten als binnen een soort. Een specifiek serotype van een species kenmerkt zich door een identieke antigenformule [47](#page=47). **Voorbeelden:** * *Escherichia coli* O157:H7 of *E. coli* O111:K58:H6. Deze types zijn vaak indicatief voor de aanwezigheid van specifieke (enteropathogene) pathogenicity islands [47](#page=47). * Bij meningokokken hebben de meeste pathogene stammen een kapsel met één van de drie varianten: type A, B, of C. Antilichamen die bescherming bieden tegen type A, bieden geen bescherming tegen B of C. Vaccinaties zijn vaak gericht op specifieke kapseltypen, gekozen op basis van hun epidemiologie [47](#page=47). Het is belangrijk op te merken dat bacteriën van hetzelfde serotype nog steeds aanzienlijk kunnen verschillen. Verdere onderverdelingen zijn mogelijk door aanvullende serotyperingen of genotypering, zelfs tot op het niveau van individuele stammen (fingerprinting). Plasmiden en transposons, die virulentie- en resistentiegenen kunnen bevatten, kunnen verdere onderverdelingen mogelijk maken [47](#page=47). #### 4.2.2 Moleculaire fingerprinting of genotypering Genotypering is gebaseerd op specifieke DNA-sequenties die kenmerkend zijn voor verschillende 'klonen'. Deze sequenties worden aangetoond met behulp van [48](#page=48): * **Primers/PCR**: Dit levert amplicons op van verschillende lengtes [48](#page=48). * **Restrictie-enzymen**: Deze 'knippen' het DNA op specifieke plaatsen, of een combinatie van amplificatie gevolgd door restrictie digestie [48](#page=48). Tegenwoordig wordt steeds meer gebruik gemaakt van next-generation sequencing (NGS) voor de karakterisering van bacteriën, waaronder whole genome sequencing [48](#page=48). > **Tip:** Genotypering, met name moleculaire fingerprinting, biedt een veel hogere resolutie dan serotypering voor het onderscheiden van bacteriestammen en is cruciaal voor gedetailleerd epidemiologisch onderzoek. > **Voorbeeld:** Bij een uitbraak van voedselvergiftiging kan genotypering de bron van de besmetting nauwkeurig identificeren door de genetische vingerafdruk van de veroorzakende bacteriestam te vergelijken met monsters van patiënten en potentiële bronnen (bv. een specifiek voedselproduct). --- ## 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 | |------|------------| | Bacteriën | Eencellige micro-organismen die essentieel zijn voor een gezond menselijk leven en een belangrijke rol spelen in infectieprocessen en antimicrobiële resistentie. Ze bezitten een celmembraan en meestal een celwand, met een circulair genoom. | | Virussen | Obligate intracellulaire parasieten die gastheercellen gebruiken voor hun replicatie en expressie. Ze hebben geen eigen metabolisme en kunnen bestaan uit genetisch materiaal omgeven door een eiwitmantel. | | Immuunsysteem | Het verdedigingssysteem van het lichaam dat micro-organismen en andere vreemde stoffen bestrijdt en helpt bij het herstel van weefselschade. | | Antimicrobiële middelen | Stoffen die gebruikt worden om de groei van micro-organismen, zoals bacteriën en virussen, te remmen of te doden. Antibiotica zijn een voorbeeld van antimicrobiële middelen gericht tegen bacteriën. | | Microbiële flora | De gemeenschap van micro-organismen, voornamelijk bacteriën, die van nature op en in het menselijk lichaam leven. Deze flora speelt een cruciale rol in de bescherming tegen pathogenen en in diverse fysiologische processen. | | Pathogenen | Micro-organismen die ziekten kunnen veroorzaken bij hun gastheer. | | Genoom | Het complete pakket van genetisch materiaal van een organisme, bestaande uit DNA. Bij bacteriën is dit meestal een circulair dubbelstrengs DNA-molecuul. | | Virulentie | De mate waarin een micro-organisme ziekte kan veroorzaken. Dit wordt beïnvloed door factoren zoals toxineproductie, adhesie en invasiviteit. | | Resistentie | Het vermogen van een micro-organisme om te overleven en te groeien in de aanwezigheid van een antimicrobieel middel dat normaal gesproken effectief zou zijn om het te doden. | | Exponentiële groei | Een vorm van groei waarbij de populatie zich in een constante verhouding vermenigvuldigt over een bepaalde tijd, wat resulteert in een snelle toename van het aantal individuen. | | Quorum sensing | Een communicatiesysteem waarbij bacteriën de densiteit van hun populatie meten via de productie en detectie van signaalmoleculen, wat leidt tot gecoördineerde gedragsveranderingen op populatieniveau. | | Biofilm | Een gestructureerde gemeenschap van micro-organismen, ingebed in een zelfgeproduceerde extracellulaire matrix, die zich hecht aan een oppervlak. Biofilms bieden bescherming tegen omgevingsstress en antimicrobiële middelen. | | Gramkleuring | Een veelgebruikte microbiologische kleuringstechniek die bacteriën categoriseert op basis van de samenstelling van hun celwand in grampositieve (blauw/paars gekleurd) en gramnegatieve (rood gekleurd) groepen. | | Peptidoglycaan | Een polymeer dat een essentieel bestanddeel vormt van de celwand van bacteriën, met uitzondering van sommige gespecialiseerde soorten zoals Mycoplasma. De dikte en samenstelling ervan beïnvloeden de Gramkleuring. | | Lipopolysachariden (LPS) | Complexe moleculen die voorkomen in de buitenmembraan van gramnegatieve bacteriën. LPS fungeert als een endotoxine en kan een krachtige immuunrespons veroorzaken. | | Persisters | Een subpopulatie van bacteriële cellen binnen een kolonie die zich in een metabool inactieve staat bevinden, waardoor ze ongevoelig zijn voor antibiotica. Deze cellen kunnen onder gunstige omstandigheden weer actief worden. | | Fenotypische adaptatie | Het vermogen van een organisme om zijn uiterlijke kenmerken of functionele eigenschappen aan te passen als reactie op omgevingsveranderingen, zonder dat er een permanente verandering in het genetisch materiaal optreedt. | | RNA | Ribonucleïnezuur, een nucleïnezuur dat betrokken is bij de eiwitsynthese en genexpressie. Virussen kunnen RNA bevatten als hun genetisch materiaal. | | DNA | Desoxyribonucleïnezuur, het molecuul dat de genetische informatie draagt. Bacteriën hebben een circulair DNA-genoom, terwijl eukaryoten lineaire chromosomen hebben. | | Transductie | Een mechanisme van genetische uitwisseling waarbij DNA van de ene bacterie naar de andere wordt overgebracht via een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert). | | Conjugatie | Een mechanisme van genetische uitwisseling waarbij genetisch materiaal direct van de ene bacterie naar de andere wordt overgedragen via cel-cel contact, vaak via plasmiden. | | Transformatie | Het proces waarbij bacteriën vrij DNA uit hun omgeving opnemen en integreren in hun eigen genoom. | | Serotypering | Een methode om bacteriële stammen te differentiëren op basis van specifieke antigenen op hun celoppervlak, zoals O-antigenen (LPS), K-antigenen (kapsel) en H-antigenen (flagellen). | | Genotypering | Een moleculaire techniek die wordt gebruikt om de genetische samenstelling van bacteriële stammen te analyseren, vaak met behulp van DNA-sequencing of PCR-gebaseerde methoden, om genetische variaties te identificeren. |