Mikrobiologie - Med3 - Unifr

• Direkt: 1. Priorität, da bester Beweis für Infektion. Bakterium selbst wird durch Kultivierung oder Isolierung (-> erlaubt Identifikation und Sensibilität für Antibiotika) nachgiewesen.
• Indirekt: Immunantwort des Wirtes wird nachgewiesen (durch Präsenz spezifischer AK). Wird v.a. angewendet wenn die Isolierung eines infektiösen Agentien spezielle Techniken verlangt, die Isolierung lange und delikat ist oder wenn der Keim nicht in vitro kultivierbar ist. 

• Monomikrobien: von normalerweise sterilen Geweben. Einfache Interpretation, Resultat normalerweise in ca. 48 h da.
• Polymikrobien: von kutaneo-mukosaler Auskleidung mit kommensaler Flora. Schwierige Interpretation (das für die Infektion verantwortliche Bakterium muss isoliert werden)

• Sauerstoffnotwendigkeit
• Nährstoffanspruch
• Erscheinungsform der Kolonien
• Pigmentierung
• Hämolyse auf Blut-Gelose
• Spezieller Geruch

Um die prinzipiellen Enzyme des Bakteriums zu identifizieren. Erfolgt durch Massenspektrometrie. 

• Bakterien, die auf normalem Milleu nicht kultivierbar sind
• fragilen Bakterien
• Bakterien, wo die Kultivierung langsam oder schwierig ist
• Wenn dringende Diagnose nötig (e.g. Neisseria meningitidis)
• Wenn sehr präszise Identifikation nötig ist. 

Gebraucht, wenn schnelle Diagnose nötig ist, kostet aber viel. 

Ein Labortest zur Bestimmung von Empfindlichkeit bzw. Resistenz von mikrobiellen Krankheitserregern ggü. Antibiotika. Es wird vor jeder Antibiotikatherapie empfohlen. Erstellung erfolgt z.B. mithilfe eines Agardilutionstests, wobei pro Antibiotikum zwei Konzentrationen (sog. Grenzkonzentrationen) getestet werden. 

CMI ist die kleinste Antibiotikakonzentration die nötig ist, um das Wachstum eines Bakteriums zu hemmen. Je nach CMI ist ein Bakterium sensibel, intermediär oder resistent. 

Humorale oder zelluläre Immunreaktion wird bei bakterieller Infektion diagnostiziert, Immunkomplexe werden nachgewiesen; bei primärer Infektion findet man IgM AK oder nach 2 Wochen IgG. Hierfür werden verschiedene Techniken verwendet: ELISA, Komplementfixation)

Bei der Mehrheit der Fälle handelt es sich um Bakterien, die schwierig zu kultivieren sind: Syphilis, Brucellose, Rickettsiose, Keuchusten, Tetanus)

• Serum bei einem Intervall von 15 Tagen testen
• Interpretation kann falsch sein: bei vorheriger Infektion mit serologischen Narben, Impfung, Kreuzreaktion mit einem Antigen eines anderen Bakteriums = falsch positiv
• Serologie ersetzt die direkte Diagnose nicht. Es ist eine komplementäre Methode

Point-of-car-Testing. Patientennahe Labordiagnostik. Bezeichnet diagnostische Untersuchungen, die unmittelbar im Krankenhaus (auf der Station), oder in der Praxis durchgeführt werden. Es erlaubt die schnellere Behandlung mit Antibiotika wenn dringend nötig und limitiert den Overuse von Antibiotika. 

• strep-test: schnelle Diagnose von Angina durch Streptokokken der Gruppe A
• Carba NP Test: schneller Nachweis der Carbapenemase Aktivität (Imipenem führt zu Säureproduktion -> tieferer pH (visuell durch Farbänderung erkennbar). 

Beobachtbare Eigenschaften, Verhalten des Bakteriums, sind reversibel und nicht übertragbar. 

Gesamtheit der genetischen Bestimmungen einer Zelle, Nukleotidsequenz, irreversibel und übertragbar. 

• Grosse Popultationen
• Kurze Generationszeit
• Starker Selektionsdruck
• Möglichkeit des Gentransfers

• DNA-Replikationsfehler
• DNA Schäden durch natürliche Strahlung oder durch Insertion eines "transposable elements"

Generiert durch mutagene Agentien

• Punktmutation
• Substitution (reversibel)
• Deletion (irreversibel)
• Insertion (reversibel)

Normalerweise spontan (Frequenz von 10^-5 pro Gen pro Generation, bei Spezies mit RNA-Genom (einige Viren) etwa 100'000x erhöhte Mutationsfrequenz durch Abwesenheit eines Korrektionssystems bei der RNA-Replikase). 

Meistens durch physikalische oder chemikalische mutagene Agentien induziert. 

Findet keine Änderung des Genprodukts statt -> stille Mutation

Ändert das Leseraster (stop codon, Deletion) -> kein Geprodukt mehr

Konservierung des Leserasters -> neues Genprodukt -> Biodiversität

DNA Transfer. Beim Gen-Transfer ist der Zustand der Rezeptorzelle entscheiden. Sie muss gewisse Eigenschaften aufweisen, die es der Fremd-DNA ermöglichen, durch ihre Membran zu penetrieren. Eigenschaften sind: 

• Membranproteine, die die fremd-DNA fixieren
• Autolyse der Zellwand
• Nucleasen

Ist für einige Bakterienarten ein wichtiger Mechanismus für den natürlichen genetischen Austausch mit epidemiologischen Folgen: selektiver Vorteil der Bakterien, die eine Antibiotika-Resistenz oder Virulenzfaktoren erworben haben -> Resistent aufgrund Transformation. 

Sie zielen auf Penicilin-bindende Proteine (PLP) (eine Mosaikstruktur). Die Hemmung der PLP verhindert die Produktion von Peptidoglykanen und verursacht dadurch Defekte in der Zellwand, die mit Permeabilitätsstörungen einhergehen. Dies kann schliesslich zur Lyse und zum Tod des Bakteriums führen. 

Weitergabe an Organismen, die nicht Vorfahren oder Nachkommen sind. 

Übertragung auf die nächste Generation

Als Transduktion bezeichnet man die Übertragung von bakterieller DNA durch einen virulenten Bakteriophagen. Bei der Phagenvermehrung in der Bakterienzelle kann es zufällig passieren, dass in einem Phagen statt der Phagen-DNA ein Stück der bakteriellen DNA eingebaut wird. Infiziert diese Phage eine andere Zelle, wird die bakterielle DNA in deren Bakteriengenom eingebaut (rekombiniert). 

• Generalisiert
• Spezialisiert
• Abortiv
• Lysogen

Jedes bakterielle Gen hat die gleiche Wahrscheinlichkeit, transduziert zu werden. 

Für einen bestimmten Phagen und für eine bestimmte Bakterienart sind es immer die gleichen Gene, die transduziert werden. 

Lyse von Bakterien -> Freisetzung von neu gebildeten infektiösen Partikeln wird durch die Wirkung eines Lysozyms provoziert, welches durch die Phagen-DNA kodiert wird. 

Manche Bakteriophagen treten in den sog. lysogenen Zyklus ein und verharren in einem Prophagen-Zustand innerhalb der Bakterien. Gelegentlich kann der Prophage induziert werden und in einen lytischen Zyklus eintreten.  Prophagen können die Bakterien mit zusätzlicher Information versorgen (Resistenzgene, extrazelluläre Toxine, Invasions-Adhäsionsprobleme, Proteine die das intrazelluläre Überleben beeinflussen). 

Erwerb neuer Eigenschaften durch vorübergehende Anlagerung genetischen Materials von Phagen an das Bakterienchromosom. 

Bakteriophagen sind sehr spezifisch. Nachteilhaft kann sein, dass in manchen Fällen das Immunsystem eine Immunreaktion gegen den Phagen entwickelt. Wie bei Antibiotika können Bakterien dann gegen die Behandlungen resistent werden. 

Ein spezialisierter Prozess eines unidirektionellen DNA-Transfers von einer Donorzelle zu einer Rezeptorzelle durch einen Mechanismus, der einen spezifischen Kontakt erfordert. 

Plasmide (doppelsträngige DNA, fähig zur Auto-Replikation, stabil, extrachromosomal oder intrachromosomal) und Transposons (ist ein DNA-Abschnitt bestimmter Länge im Genom, der seine Position im Genom verändern kann). 

1. Kontaktbedürfnis zwischen Bakterien (Kupplung) 
2. Spenderbakterium und Empfängerbakterium -> unidirektionale Übertragung
3. Sequenzen, welche für die Übertragung verantwortlich sind, werden von einem Plasmid getragen = konjugatives Plasmid 

Sie kann intra- und interspezies funktionieren. 

Anwesenheit von sex Pili, welche durch das Plasmid kodiert werden, ist wichtig um den Kontakt zwischen zwei Bakterien zu etablieren.