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Allgemeine Pathologie
Einführung in die Virologie
2. Jahr Vetsuisse Curriculum FS 2017
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2
Programm
1. Was sind Viren
– Wie sind sie aufgebaut? – Wie vermehren sie sich?
2. Wie machen Viren krank?
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1. Was sind Viren?
• Das Virus (lateinisch = das Gift) • Biologisches Teilchen mit definierter
Struktur und nur einer Art von Nukleinsäure (RNA oder DNA), obligater intrazellulärer Parasitismus, verhält sich wie ein Bestandteil der Zelle
• Mobiles Gen in einer Schutzhülle • Keinen eigenen Stoffwechsel (kein Leben) • „Bad News in an envelope“
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Viren infizieren alle Lebewesen
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Viroide: -ringförmige ssRNA -kein Protein, kein Lipid -keine mRNA Synthese -z.T. Ribozymaktivität -Krankheitserreger bei Pflanzen
Virusoide: -ringförmige ssRNA -Proteinhülle (von Helfervirus kodiert) -Beispiel: Hepatitis D (Hep B als Helfervirus)
Prionen: -Infektiöses Protein -keine Nukleinsäure -Beispiele: Scrapie, BSE, Kuru, CJD
Andere infektiöse Einheiten
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Die Grösse von Viren
aus Tobler et al, Abb. 2-2
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Aufbau und Struktur
– Klein (20 – 300 nm; Ausnahmen: Pandoraviren bis 1000 nm)
– Nukleinsäure (RNA oder DNA Genom) – Protein (mit allen möglichen Modifikationen und
Funktionen) – Lipid-Doppelmembran (behüllte Viren) – Symmetrien (ikosaedral, helikal, komplex)
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Drei Strukturtypen
• Komplex • Ikosahedral • Helikal
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Struktur eines Herpesvirus
weitere Membranproteine
Tegument
Kapsid mit Genom
Glykoproteine der Hülle (Spikes)
Lipid Doppelmembran (Hülle)
100 nm 150-200 nm
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Je mehr, desto grösser …
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Eigenschaften des Virusgenoms
• DNA/RNA • ds/ss • Linear/zirkulär • Polarität: positiv, negativ, ambisense • Segmentiert (Anzahl)/nicht segmentiert • Grösse des Genoms, der Segmente • 5'-CAP/Polypeptid • 3'-poly(A) • Nukleinsäure Sequenz
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Terminologie +/- Polarität der DNA/RNA
Matrizenstrang
aus Tobler et al, Abb. 2-3
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Baltimore Klassifizierung von Virusgenomen
Herpesviren Adenoviren
Parvoviren Circoviren
Reoviren Coronaviren Picornaviren
Rhabdoviren Paramyxoviren
Retroviren
Hepadnaviren
aus Tobler et al, Abb. 2-4
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Virusvermehrung
• Ebene der Population – Epidemiologie
• Ebene des Organismus – Pathogenese
• Zelluläre Ebene • Molekulare Ebene
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Zellvermehrung/Virusvermehrung
Aus 1 mach 1 Million Aus 1 mach 2
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Zelluläre Ebene
• Adsorption • Penetration • Uncoating • Biosynthese
– Proteine – Genom
• Assembly • Release
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Der Infektionszyklus der Viren
aus Tobler et al, Abb. 1-3
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Der Infektionszyklus des Tollwutvirus
6. Zellaustritt
5. Assembly
4. Genom-replikation
3. Transkription und Translation
2. Uncoating
1. Attachment und Zelleintritt
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Zusammenfassung (1)
• Viren sind biologische Partikel, welche ein Programm zur eigenen Vervielfältigung in Zellen in sich tragen
• 6 Phasen der Virusreplikation • Viren kommen in allen Organismen vor (Bakterien, Pilze,
Algen, Tiere, Pflanzen) • Die Virusvermehrung ist von molekularer Ökologie
geprägt
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2. Wie machen Viren krank?
• Pathogenese – Infektion des Wirts – Barrieren und Abwehr – Infektionstypen – Transformation
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Pathogenese
• Pathogenese: Beschreibung des Wegs, der zum pathologischen Status führt (im Gegensatz zum physiologischen Status)
• Pathogenese von Viren – Wie sie in den Organismus gelangen – Wie sie sich ausbreiten – Wie die Abwehr reagiert – Ob sie wieder einen Ausgang finden – Ob sie auf dem Weg Schaden anrichten
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Eintrittspforten
• Schleimhäute: Respiratorisch, alimentär, urogenital, Augen, (Haut)
• Voraussetzung: Genügend Viren, empfängliche und permissive Zelle, an Abwehr vorbei
• Lokal or systemisch? Intrinsische Eigenschaft der Viren, moduliert durch äussere Gegebenheiten
aus Tobler et al, Abb. 7-1
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Eintritt über den Respirationstrakt
aus Tobler et al, Abb. 7-2
• Mucus
• Epithelzellen/Becherzellen
• Baslamembran
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24 aus Tobler et al, Abb. 9-1
Barrieren
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Abwehrmechanismen des Wirts
aus Tobler et al, Abb. 9-12
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Die Ausbreitung
aus Tobler et al, Abb. 7-5
• Lokal: Vermehrung auf Eintrittspforte beschränkt
• Überwinden der BM – Virale Enzyme – M-Zellen (im Darm) – Transport durch DC
• Ausbreitung – Lymphgefässe – Blutbahn – Nervensystem – Systemische Infektion
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Infektionstypen
aus Tobler et al, Abb. 7-6
Rhinoviren Rotaviren Influenzaviren Lymphozytäres Chorio- Meningitis Virus Herpesviren HIV
Abortive Infektion Produktive Infektion
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Transformierende Infektion
• Spezialfall einer persistenten Infektion – Virale Genome integriert – Virale Genome episomal
• Infizierte Zellen haben abnormale Wachstumseigenschaften
• Transformierte Zellen sind Vorstufen von Krebs • Retroviren, Papillomaviren
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Zusammenfassung (2)
• Die krankmachenden Eigenschaften von Viren basieren auf dem Weg, den das Virus innerhalb des Organismus einschlägt sowie den dabei betroffenen Zelltypen.
• Moduliert wird die Infektion durch die Auseinandersetzung des Virus mit dem Immunsystem sowie auf direkten und indirekten Schäden, die dabei zustande kommen
• Wir unterscheiden zwischen den folgenden Infektionstypen – Abortive Infektion – Produktive Infektion
• Akut • Persistent: chronisch vs. latent
– Transformierende Infektion • Für das Virus ist eine schwere Krankheit eher von Nachteil als
von Vorteil, weil dadurch die eigene Lebensgrundlage beeinträchtigt wird.
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