Mikrobielle Pathogenitätsmechanismen Flashcards
1
Q
Krankheit - Wirtsfaktoren
A
Alter Geschlecht Ernährung Hormonhaushalt Hygiene Immunstatus
2
Q
Virulenz
A
Grad der Schädigung des Wirts durch Pathogen
3
Q
Pathogenitätsmechanismen
A
- infectious dose of microorganisms penetrates the hosts defensive barrier
- microorganisms enter sterile environment of hosts tissue
- they move into a specific target tissue, such as an organ
- here they cause tissue damage, leading to disease
- microorganisms leave the host through a portal of exit to infect another host
-> Krankheitsauslösend wenn: Adhäsion - Invasion - Replikation - Verbreitung
4
Q
Eintrittspforten für Pathogene
A
- Haut = mechanische Schutzbarriere
- Mucosa
- > respiratorischer Trakt, Gastrointestinaltrakt, Urogenitaltrakt, Konjunktiva (Augen) - parentale Route
- > direkte Applikation v. Pathogen in Haut oder Schleimhaut
=> geschädigte Barrieren triggern Immunantwort via aktivierte Langhans Zellen und Keratinocyten -> crosstalk mit CD8+ T Zellen
5
Q
Wächter der Hautbarriere
A
- Langerhans Zellen & dDCs: spezifische Gewebsmakrophagen und präsentieren ggü zellulären Immunsystem, induzieren T Zellen Antwort und produzieren pro-entzündliche Cytokine und Chemokine
- Makrophagen und Monozyten-derived Makrophagen: produzieren Chemokine und Cytokine in papillarleisten und reticular dermis
- Neutrophile zirkulieren im Blut und fördern Phagozytose von Pathogenen sowie NETs und Freisetzung von chemoattractants
6
Q
Was ist entscheidend bei Pathogenen?
A
- Anzahl an Erregern bestimmt Pathogenität
- Infektionsdosis (ID50) = # Pathogenen, die in 50% der Population eine Infektion verursacht
- Letale Dosis (LD50) = Menge an Toxin/Erregern, die für 50% der Population tödlich ist
7
Q
Biofilme
A
sessile Population von Mikroorganismen, die an Grenzfläche konzentriert sind und von Extrapolymersubstanz (EPS) umgeben sind => EPS schützt Biofilmbildner
8
Q
Bildung Biofilm
A
- Adhärenz anfänglich reversibel (Attachment)
- cell-cell adhesion -> EPS festigen Bindung
- proliferation
- growth/mature -> Nährboden für weitere Erreger => Supeinfektion -> polymikrobiell
- release -> quorum sensing => wieviele Erreger in Umgebung? Quorum Sensing erfolgt wenn Nährmittel knapp sind -> z.B. Ausbildung von Geißel um aus dicht besiedelten Gebiet wegzukommen
9
Q
EPS
A
- aus Proteinen und Lipiden aufgebaut
- Hydrogelbildung in Verbindung mit Wasser: Stabilität
- geschossen oder mit Poren/Kavernen/Gängen durchsetzt
- Hauptanteil der Biomasse des Films
- Anheftung der Zellen-, Stoff- und Gentransporte untereinander - EPS bietet geschützten Raum dafür
- Speicherung von Nährstoffen und Schutz vor Austrocknung
- Schutz vor Wirtsimmunsystem: EPS maskiert
10
Q
Therapie von Biofilmbildnern
A
- Matrix degrading enzymes
- Immunotherapeutics
- small molecule inhibitors
- signaling pathway disruptors -> weniger quorum sensing und weniger EPS Bildung
11
Q
Wege in Zelle
A
Rezeptorvermittelt Aufnahme (Phagozytose) durch professionelle Phagozyten [Makrophagen, Neutrophile, Dendrit.]
- Zipper (u.a. Listerien, Yersenien) = Invasionsprotein -> Aktin-abh. Phagozytose
- Trigger (u.a. Salmonellen, Shigellen) = Typ-3-Sekretionssystem -> Aktin-abh. Makropinozytose
- Clostridien: produzieren Transferasen (Binärtoxin, CDT) steuern Mikrotubuli-Wachstum
12
Q
Bakterielle Proteinsekretion
A
- gram - Bakterien: Typ 1 bis 6 Sekretionssysteme -> komplexerer Aufbau der Zellwand -> Sekretion schwieriger als bei gram+
- Typ 2 und 5: Sec-System: Proteintransport (Familie der Membran-ATPasen)
13
Q
Wege, um aus Zelle freizukommen
A
- Modulation of inflammasome
- Autophagy
- Manipulation of cytoskeleton
- mitochondrial stress and modulation of apoptosis
14
Q
Autophagie
A
- Zellrecycling: Energie zurückgewinnen!
- katabolischer Prozess
- Abbau von zytoplasmatischen Material, Organelle (Mitophagie)
- initiiert durch Zellstress: u.a. Nährstoffmangel -> externe Reize bzw spezielle Zustände in Zelle
- Vesikel mit Doppelmembran
- Induktion/Initiation
- Elongation
- Substrate targeting -> Autophagy related proteins => ATGs wichtig für Ablauf der Autophagie: wichtigste Funktion: Erhöhung der Prozessierung von LC3
- Maturation and fusion with lysosome
15
Q
Xenophagie
A
- selektive Autophagie: nicht zelluläre Bestandteile werden abgebaut und es erfolgt eine Degradation von Pathogenen
- Erreger blockieren versch. pathways der Autophagie: Zerstörung Pathogen -> sichern Überleben von Pathogen
16
Q
Enzyme zum Schutz vor Immunantwort der Wirtszelle
A
- Koagulase: fördern Koagulation von Fibrin -> Barriere
- Kinasen: löst Koagel (Fibrinolyse) -> Verbreitung (Streptokinasen, Staphylokinasen)
- Hyaluronidase: hydrolysiert Hyaluronsäure -> Invasion (Clostridien: Gangrän)
- Collagenase: baut Kollagen ab -> Invasion von Muskeln, anderen Organen
- IgA-Proteasen: zerstört Wirts-IgA, um Adhärenz zu ermöglichen und mukoide Membran zu passieren -> Neisserien (ZNS-Infektionen)
17
Q
Mykose
A
durch Pilze verursachte Infektion (lokal oder systemisch)
18
Q
Humanpathogene Pilze
A
- Aspergillus spp => Aspergilloma; pneumonia
- Candida spp => fakultativ pathogen; im GTI und Vagina -> Infektionen
- Cryptococcus spp => eingekapselt -> Pneumonia, Meningitis
- Histoplasma capsulatum => dimorpher Pilz -> Pneumonia
19
Q
Histoplasmose
A
Pilzinfektion ausgelöst durch dimorphe Pilze -> Wandel bei 37°C
20
Q
Zellwandstruktur von Pilzen
A
wichtig für Erkennung durch Immunsystem:
Mannan (Glucose Epimere)
[+ Melanin (radiotrop) + alpha 1.3 glucan (maske)]
beta-1.6-glucan
beta-1.3-glucan
Chitin
Zellwand
21
Q
Abwehrmechanismen von Histoplasma capsulatum
A
- beta-glucan masking durch alpha-glucan bzw Eng1
- thermal stress defense via Hsp82
- reactive oxygen defense via Sod3
- iron acquisition via siderophores
- de novo vitamin synthesis via Rib2&Pan5
22
Q
Immunevasion bei Pilzen
A
- Mannan (maskiert beta-glucan)
- Melanin (Resistenz ggü Phagozytose)
- alpha-1.3-glucan (maskiert beta-glucan)
- Endo-beta-1.3-glucanase (vermindert Erkennung von Hefen)
- Transferrin Rezeptoren (overcoming host nutritional immunity of iron by host)
- Pra1 (host nutritional immunity of zinc)
- RodA (diminished host NETs formation)
23
Q
Exit Strategien
A
- V-ATPasen sorgen für Ansteuerung des Phagosoms => Abbau Erreger
- Erreger triggert Vomozytose oder wird filamentös und wächst aus Zelle heraus
- Chlamydien: Extrusion -> Aktin Filamente => Vesikel mit Doppelmembran
- Listerien, Shigellen: Aktin-basierte Beweglichkeit, Protrusion in Nachbarzellen
- Mykobakterien: Ejectosome => aus Zelle rausgeschossen -> Aktinring
24
Q
Schädigung des Wirts
A
- Direkt: Gewebsschädigung, Organ Nekrose, metabolische Einschränkungen
- Indirekt: Immunopathogenese => Entzündungsreaktion - je nach Schwere der Entzündung/Stärke der Immunantwort erfolgt Schädigung
