Bakterie-cell-interaktion

Question 1

Vad är patogen?

Answer 1

Sjukdomsalstrande mikroorgansim

Question 2

Vad är patogenes?

Answer 2

Mekanismer som initierar sjukdomsutveckling

Question 3

Vad är virulens?

Answer 3

Graden av hur väl en patogen mikroorganism kan framkalla sjukdom

Question 4

Vad är virulensfaktorer?

Answer 4

Molekyler bakterien producerar som bidrar till patogenes, varierar mycket mellan olika bakterier

Question 5

Nämn tre virulensfaktorer

Answer 5

Adhesiner, toxiner, injektionssystem.

(alternativt enzymer som bryter ned värdstrukturer, bidrar till biofilm-bildande eller bidrar till att undvika immunförsvaret)

Question 6

Varför finns virulensfaktorer?

Answer 6

• Bakterien ska kunna etablera sig i värden → får en infektion
• Motstå eliminering av immunförsvaret → vill ej bli “uppätna” av leukocyter
• Frigöra näring
• Bakterien ska kunna spridas vidare

Question 7

Beskriv patogenesprocessen

Answer 7

1. Bakterien kommer in i kroppen → producerar virulenfaktorer, t.ex. ett toxin
2. Toxiner tas upp av cellen
3. Väl inne i cellen aktiverar toxiner 2 signalsystem: cAMP och MAPKs

Question 8

Vad är mucus?

Answer 8

Slemlager, en slags gel som består av glykoproteiner. Finns på utsidan av inre organ i t.ex. mag-tarm-kanalen, genitalia och lungor där det fungerar som ett skyddande lager mot den yttre miljön/kroppens “utsida”

Question 9

Vad är glykokalyx?

Answer 9

“Skog av kolhydrater” som finns på cellers yta, består av glykoproteiner, glykolipider och proteoglykaner. Finns på ytan av epitelceller, men under mucus i t.ex. tarmen

Question 10

Var startar de flesta bakterieinfektioner och hur stor andel är det?

Answer 10

Ca 80 % av alla bakterieinfektioner startar på slemhinnor (mucus).

Question 11

Varför startar 80 % av alla bakterieinfektioner på mucus?

Answer 11

• Mucus utgör en varm och fuktig miljö. Saknar UV-ljus → gynnsam miljö för bakterier att frodas
• På kroppens utsida, på huden → lågt pH (ca 5) och mindre kontaktyta → mycket sämre miljö för bakterier

Question 12

Vad har glykokalyx för funktion?

Answer 12

Fungerar som receptorer för bakterier

1) Dämpare när celler slår till varandra så stress ej uppstår
2) Skydd mot bakterier och virus från att komma nära cellmembranet

Question 13

Vad har mucus för speciella proteiner och vad har de för funktion?

Answer 13

Antibakteriella proteiner som t.ex. antikroppar och defensiner. De gör att bakterier kan skadas eller förhindras att binda in

Question 14

Vad sker med mucus vid infektion?

Answer 14

Bakterien utsöndrar signalmolekyler som antingen bryter ned mucus eller minskar produktion av mucus → bakterien kan ta sig igenom mucus-lagret

Question 15

Vad är speciellt med bindningar mellan bakterier och cell (mucus)?

Answer 15

Bindningarna är vävnadsspecifika. För de flesta infektioner har de en speciell nisch där de koloniserar och blir skadliga för värden.

• De binder till värden mha svaga bindningar, som ett kardborreband. Detta kallas multivalens (många muciner med ganska svaga bindningar)
• Bindningarna är dynamiska vilket är viktigt för att bakterien ska kunna släppa om de har hamnat på fel ställe

Question 16

Vilka två typer av adhesiner finns?

Answer 16

Fimbrier (pili) och adhesiner (afimbrial adhesions)

Question 17

Beskriv fimbrier

Answer 17

Tråd-formade utskott av protein som förekommer på ytan av många gramnegativa bakterier (även vissa gram+)

• Gör det lättare för bakterier att fästa sig vid varandra eller andra organismers cellta
• Olika typer: raka, rep-liknande, curly

Question 18

Beskriv adhesiner

Answer 18

Har inga utskott, sitter istället inbäddade på cellytan

Question 19

På vilka 3 sätt kan en bakterie påverka en eukaryot cell?

Answer 19

1. Genom att binda till receptorer på cellytan och sätta igång intracellulära signalsystem
2. Injektion av effektor-proteiner i cytoplasman med bakteriella injektionssystem
3. Utsöndra toxiner som binder till och går in i cellen

Question 20

Vad är gemensamt med de bakteriella injektionssystemen?

Answer 20

• Substanser från bakterien injiceras i en värdcells cytoplasma, effekten på cellen beror på vilken substans som injiceras.
• Det krävs fysisk kontakt mellan bakterie och värdcell

Question 21

Nämn de tre viktiga bakteriella injektionssystemen

Answer 21

1. Typ III-sekretionssystem (TTSS) → finns hos gramnegativa bakterier
2. Typ IV-sekretionssystem → finns hos både grampositiva och gramnegativa bakterier
3. Typ IV-sekretionssystem → finns hos gramnegativa bakterier

Question 22

Hur påverkar typ III-sekretionssystem värdcellen?

Answer 22

• Inducerar transkription av proteiner i värden som hjälper bakterien
• Påverkar cellens cellcykel
• Inducerar apoptos

Question 23

Beskriv mekanismen för typ III-sekretionssystem i 4 steg

Answer 23

1. Ett typ 3-sekretions-nålkomplex (transmembrant protein i bakterien med utskott liknande en nål) kommer i kontakt med värdcellens plasmamembran
2. Kontakten gör att translokationsproteiner skickas ut genom nålen → skapar en por i värdcellens membran → en slags tunnel mellan bakterie och värdcell har fåtts
3. Effektorproteiner skickas genom tunneln
4. Olika respons beroende på bakterien och dess injicerade effektor-protein

Question 24

Vad är enetropatogena E.coli (EPEC)?

Answer 24

Bakterie som främst drabbar barn och turister i låginkomstländer, orsakar diarré

Question 25

Beskriv mekanismen bakom EPEC i 5 steg

Answer 25

1. EPEC binder in till epitelceller mha ett visst sorts pili med ahesioner på spetsen 2. Använder sig av typ III-injektionssystem → effektor-proteiner injiceras (bl a Tir som är EPECs egen receptor) 3. Efter injektion → Tir-receptorn associerar med värdcellens plasmamembran. Tir binder in till initimin som finns på bakteriens membran → ansamling av Tir-receptorer → bättre bindning mellan bakterie och cell 4. Ansamlingen stimulerar fosforylering av de intracellulära delarna av Tir → aktin-polymeriserande proteiner rekryteras och aktiveras 5. Aktin-polymeriserande proteiner kommer syntetisera en aktin-bunt i värdcellen → får en s.k. piedetsal på vilken bakterien vilar → ännu mer stabil inbindning

Question 26

Vad är invasiva bakterier?

Answer 26

Bakterier som tar sig förbi slemhinnan, dvs kommer ta sig in i kroppen

Question 27

Vilka 2 typer av invasiva bakterier finns?

Answer 27

1. Extracellulära → kan leva i ECM eller i lymfa. Måste kunna motstå fagocytos av vita blodkroppar 2. Intracellulära → kan leva och växa i celler, t.ex. makrofager. Gömmer sig från vita blodkroppar

Question 28

Vilka två sätt kan bakterier bli intracellulära på?

Answer 28

1. Zipper-mekanism = hela bakterien är täckt av adhesiner som binder in till strukturer på värdcellen → värdcellen (epitelcell) dras runt bakterien 2. Trigger-mekanism = typ III-sekretionssystem används för att injicera effektor-proteiner → effektorproteiner i sig gör att värdcellen kan omsluta bakterien

Question 29

Sammanfatta de 4 olika nischerna av bakterier

Answer 29

Bakterier som huvudsakligen håller sig på värdens yta (slemhinna eller hud): 1. Fästa till värdens yta → många sjukdomsalstrande bakterier 2. I mucus → många medlemmar av tarmfloran Bakterier som invaderar värden: 3. Extracellulära 4. Intracellulära

Question 30

Vad är bakterietoxin?

Answer 30

De giftigaste ämnena som finns

Question 31

I vilka två grupper dela bakterietoxiner in?

Answer 31

1. Endotoxiner = frigörs när bakterien fortfarande lever, aktiv utsöndring 2. Exotoxiner = finns i de flesta grampositiva bakterier och frigörs när bakterien dör, t.ex. när cellväggar delar. Kan vara till nyta för andra bakterier som fortfarande lever

Question 32

Beroende på vilka aspekter beror toxiners verkan på kroppen?

Answer 32

- Var bakterien som producerar toxinet finns i kroppen - Om toxinet kan passera slemhinnor - Vilken receptor toxinet binder till, dvs vävnadsspecificiteten (t.ex. enterotoxin som invaderar tarmen eller neurotoxin som invaderar nervceller) - Vilken cellulär funktion som toxinet påverkar