Block 8 W30

Pathogenitätsfaktoren können offensiv oder defensiv sein!

Adhäsine = Spezifische Haftmoleküle

- Kolonisation

- Wachstum

- Überleben

Invasine = spezifische Invasionsmoleküle

- Zell- und Gewebeinvasion

- Dissemination (intra- und extrazellulär)

Aggressine = Exoenzyme (= von lebenden Pathogenen gebildete Enzyme) und Exotoxine (= von lebenden Pathogenen sezernierte Toxine)

- Nährstoffbeschaffung

- Verteidigung

Impedine (Defensine) = Blockierungs- und Abwehrfaktoren, die vor Immunsystem schützen

- Kapsel

- IgA1

- C5b-Proteasen

(...)

Moduline = Modulatoren des Zytokin-Netzwerkes

- Interferenz mit Zyto- und Chemokinen

- Beeinflussung der Funktion von Immunzellen

Nebst diesen Pathogenitätsfaktoren ist auch eine Adaptationsfähigkeit an verändertes Milieu (durch genetische Flexibilitätsmechanismen) sehr wichtig

Barrieren, Mikrobiozide und Ak (insbesondere IgA)

Phagozyten

Lymphozyten

Zytokine, Komplement und Ak (IgG)

Adhäsion ist absolute Voraussetzung für eine Infektion, sowohl bei Viren wie auch bei Bakterien.

OHNE ADHÄSION KEINE INFEKTION

Bei Viren löst eine Ligand-Rezeptor Interaktion eine Adhäsion und anschliessend eine Invasion der Zellen aus:

- Rezeptor-gekoppelte Endozytose bei nackten Viren

- Membranfusion bzw. Internalisierung bei behüllten Viren

Bei Bakterien ist die Adhäsion primär ein Schutz vor der Elimination durch den Wirt (Spühleffekt im Harntrakt, Zilienlift im Resprirationstrakt, Peristaltik im GIT etc.). Sekundär dient die Adhäsin-Rezeptor-Interaktion der Induktion neuer Wechselwirkungen (Tropismus und Ausbreitung des Erregers):

- Quorum sensing (Biofilme)

- Signal sensing der Bakterien bzw. Signaltransduktion in Bakterien (Expression neuer Gene)

- Signaltransduktion in Wirtszellen (Endozytose/Internalisierung)

Invasion ist wichtiger Prozess, da er nicht nur das Überleben des Erregers sichern kann, sondern auch eine elegante Möglichkeit für eine Dissemination bietet!

Voraussetzung für Internalisierung ist eine Interaktion zwischen Invasinen und Wirtszell-Rezeptoren, wobei mehrere Mechanismen vorhanden:

- Zipper-Mechanismus: Interaktion zwischen Oberflächen-ständigen-Invasinen und dem oberflächlichen Wirtszellrezeptor (enge Bindung notwendig)

- Trigger-Mechanismus: Interaktion zwischen sezernierten bzw. injizierten Invasinen und dem Wirtszellrezeptor (Sekretionssysteme notwendig)

Der eigentliche Prozess der Internalisierung wird durch die Interaktion zwischen den Invasinen mit verschiedenen Wirtszell-Rezeptoren ausgelöst (Integrine, Catherine, PG etc.). Durch eine Signaltransduktion werden Tyrosin-spezifische Proteinkinasen (PKC, PI3-Kinase etc.) aktiviert und eine fokale Aktinpolymerisation und Mikrotubuli-Reorganisation ausgelöst, was zur Internalisierung führt

Exotoxine ist allgemeine Bezeichnung für Toxine, welche von lebenden Bakterien synthetisiert und sezerniert werden. Je nach Schädigungsmuster, kann man die Exotoxine in verschiedene Klassen unterteilen:

- Hydrolytische Exoenzyme

- Zytotoxine (= Zerstörung der Wirtszelle)

-- Proteinsynthese-Hemmung

-- Membranschädigende Exotoxine

- Toxine, die Zellfunktion ändern (Entero- und Neurotoxine)

Hydrolytische Exotoxine (Exoenzyme) sind verschiedene Enzyme, welche einerseits in der EC Matrix Polymere fragmentieren, andererseits an Zellperipherie Moleküle modifizieren können!

Exoenzyme:

- Kollagenasen

- Elastasen

- Hyaluronidasen

- Weitere Proteasen

Die Exoenzyme dienen als sog. Spreading-Faktoren, d.h. sie können durch gewebsauflösende Wirkung dem Erreger helfen sich auszubreiten! Wichtig ist, das die hydrolytischen Exoenzyme eine sehr unspezifische Wirkung haben.

Zytotoxine sind sog. Zellgifte, d.h. sie führen (über unterschiedliche Mechanismen) zum Tod der Wirtszelle (identisches Endresultat). Im Wesentlichen unterscheidet man:

- Membranschädigende Zytotoxine

- Protein-Synthese-hemmende Zytotoxine

Membranschädigende Zytotoxine können durch enzymatische Schädigung der Zellmembran (Toxine mit Phospholipaseaktivität) oder durch Porenbildung (porenbildende Toxine) die Zellmembran und/oder die Lysosomenmembran schädigen

- Bsp. Alpha-Toxin C. perphringens = Lipase, die Lecitin spaltet und dadurch osmotische Lyse bewirkt

- Streptolysin-O der Streptokokken = Porenbildendes Toxin

Proteinsynthese hemmende Zytotoxine bewirken über Hemmung der Peptidketten-Elongation oder durch Funktionsstörung der ribosomalen RNA eine Inhibition des Protein-Stoffwechsels und hemmen dadurch das Zellwachstum

- Bsp. Shiga-Toxin = Bindung an RNA führt zu Störung der Proteinbiosynthese

Zellfunktions-ändernde Exotoxine bewirken keine Lyse der Zelle, sondern führen über unterschiedliche Mechanismen zu einer Veränderung der Zellfunktion

- Veränderung der Spiegel von zyklischen Nukleotiden (cAMP, cGMP)

- Hemmung von Neurotransmitterfreisetzung