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Mikrobiologie (Fach) / Virologie (Lektion)

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• Gastrointestinale Erkrankungen - Rotavirus - Adenovirus - Norovirus - Enteroviren
• Erkrankungen des Respirationstraktes - Adenoviren - Inflenzaviren A/B, H1N1 - Parainfluenzaviren 1/2/3 - Respiratory Syncytial Virus (RSV) - Rhinoviren - Enteroviren
• Sandwich-ELISA - Festphase mit "Capture Antibody" --> Antigen-Nachweis - Serumprobe des Patienten wird hinzugegeben - "Capture Antibody" bindet an das passende Antigen (wenn vorhanden) - Humaner primärer Antikörper wird hinzugegeben, welche spezifisch an das Antigen bindet - Sekdundärer anti-human-Antikörper, den den primären humanen Antikörper spezifisch bindet (indirekter Nachweis) - Sekundärer Antikörper ist an ein Enzym gekoppelt (Meerrettich-Peroxidase/Alkalische Phosphatase), welches bei Zugabe eines Substrates (para-Nitrophenylphosphat) eine Farbrekation umsetzt - Farbe wird mit Spektrophotometer detektiert
• Antikörpernachweis mittels ELISA - Festphase mit immobilisertem Antigen --> Antikörper-Nachweis - Serumprobe des Patienten hinzugegeben - Virus-spezifischer Antikörper im Serum bindet an das Antigen (wenn vorhanden) - Detektion des Virus-spezifischen Antikörpers direkt mittels Zugabe eines Enzym-konjugierten anti-human-Antikörpers - Substrat wird zugegeben und es erfolgt eine Enzym-vermittelte Farbreaktion
• Fluorescein isothiocytanat (FITC) - Fluorenzfarbstoff (Anwendung bei IF, gekoppelt an anti-humanem Antikörper) - Anregung mit blauem Licht (488 nm) - Grünes Licht wird emittiert (520 nm)
• Histologische Merkmale 1. RSV: Bronchiolitis mit Riesenzellen 2. Masern: Riesenzellen mit roten Inklusionen 3. Coronavirus (SARS): Akuter fibrinöser Lungenschaden 
• Influenza A Virus: Struktur - Behülltes Virus 3 surface proteins: - Hemagglutinin protein: HA- Neuroaminidase: NA- Ion channel protein: M2 ratio of HA to NA: 4‐5 to 1  - Matrix protein M1 - Kapsid/Nucleokapsid hat helikale Symmetrie  - segmentierte (-)RNA, enkapsidiert durch Nukleoprotein (NP)bilden 8 vRNP: Ribonukleo-Protein-Komplex 
• Kapsid Helical:- Influenza- Masern Kubisch (Ikosaeder)- Hepatitis B Virus Stab:- Baculovirus Konisch:- HIV Komplexe Strukturen- Pockenvirus Durch die zusätzlichen Hüllen (Matrix und Lipidmembran) ist die Struktur des Kapsides von aussen oft nicht erkennbar. 
• Unbehüllte Kapsid Viren - Adenoviridae - Papillomaviridae (HPV) - Parvoviridae  - PicornaviridaeEnterovirus (Poliovirus 1-3, Coxsackie-Virus, Echovirus)RhinovirusHepatitis-A-Virus - CalciviridaeNorovirus - Reoviridae Rotavirus
• Unbehüllte Viren - enthalten keine Lipide geringe Hydrophilie (reagieren mit Lipiden)- Adenovirus- Norovirus- Rotavirus hohe Hydrophilie (reagieren nicht mit Lipiden)- Picornaviridae Hepatitis A, Poliovirus- Parvoviren
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• Behüllte Viren Hohe Lipophilie- HCV- Herpesviren- Retroviren Geringe Lipophilie- HBV- Pockenviren
• Norovirus - Caliciviridae, (+) ssRNA genomische RNA ist infektiös!- unbehüllt --> nicht alle Desinfektionsmittel geeignet!- sehr umweltresistent (‐20°bis +60°C), hochinfektiös (10-100 Viruspartikel)- diverse Genotypen --> keine Immunität- Symptom: Brechdurchfall- grosses Problem Ausbrüche in Spitälern - keine Therapie - nach Abklingen der Symptome Virusausscheidung bis 2 Wochen  
• Taxonomie Ordnung (-virales) Familie (-viridae) Genus (-virus) Species
• Satelliten - Partikel aus Nukleinsäuren und Proteinen (Enkapsidiert, kein Hüllprotein!) - Benötigt unabhängigen Helfer-Virus - Keine humanpathogenen Vertreter 
• Prionen - missgefaltetes Prionprotein PrPsc löst selbstreplizierende Proteinkaskade aus - zelluäres Prionprotein PrPc wird missgefaltet (veränderte Sekundärstruktur) --> Neurodegenerative Erkrankungen in Mensch und Tier (Scrapie, Bovine Spongio encephalitis (BSE), Creutzfeld‐Jakob Krankheit, Kuru) 
• Viroid - hoch strukturierte, ringförmig geschlossene kleine RNA (~240‐390 nt) - kein Kapsid/Proteine - Keine humanpathogenen Vertreter 
• T-20 = Enfirvirtide - HIV fusion inhibitor (disrupts gp40 fusion)
• RNA Viren – Vorteile und Probleme Vorteil- RNA-RNA Polymerasen benötigen keinen Primer - Replikation kann direkt an den Enden eines linearen RNA Moleküls initiiert werden Probleme- Müssen eigenständige Regulationsmechanismen haben (Wichtig: mRNA von Replikationstemplat zu unterscheiden!)- Kein Proof reading der viralen Enzyme- Grund für hohe Variabilität dieser Viren! 
• Translation viraler RNA - Humane Viren müssen die eukaryotische Genomstruktur beibehalten Eukaryotische mRNAs sind monocistronisch: 1 Gen --> 1 mRNA --> 1 Protein  Alternative Lösungen notwendig um mehrere Proteine von einem Gen zu exprimieren: 1. Einsatz von bicistronischen mRNA- Verschiedenste Anordnungen an ORFs möglich - Ablesen von überlappenden ORFs benötigt eigene Regulation (leaky scanning, frame shift signal) 2. Herstellung von verschiedenen mRNAs durch Splicing 
• Assembly von kubischen Kapsiden 1. Procapsid gebildet 2. Genom eingebaut 3. Reifung (Maturation) Das Kapsid erhält finale Struktur durch:- diverse Protein-Konformationsänderungen - Spaltung von Polyproteinen (zB HIV Gag Proteine durch HIV Protease ermöglicht Reifung von Matrix und Capsid). - Kondensierung des Nukleopkapsids (Maturation) 
• Tropismus - beschreibt Spezies- oder Organspezifität, sowie die Fähigkeit eines Virus, in eine bestimmte Zelle einzudringen und sich dort zu vermehren Bestimmt durch:1. Vorhandensein des Entry-Rezeptors (Zelle ist empfänglich/susceptible) 2. Vorhandensein aller zellulären Funktionen, die für Replikation notwendig sind (Zelle ist permissiv) 3. Physikalische Interaktion mit Gewebe (Virus erreicht Zielorgan)
• Interferone (IFN) Typ I Interferone- natürliche Abwehr - IFN-α und -β werden von infizierter Zelle produziert - bindet an Nachbarzelle (IFN Rezeptor), löst dort „antiviralen Status“ aus.- Antiviraler Status: ca 300 verschiedene Gene werden aktiviert! - IFN bewirkt, dass Zellen in der näheren Umgebung aktiviert werden und rasch absterben, sollten sie ebenfalls infiziert werden. Typ II Interferon- IFN-γ wird nur von NK und T Zellen gebildet - natürliche und spezifische Abwehr (T Zellen) Typ III Interferone - IFN-λ (IL-29, IL-28A and IL-28B) - natürliche Abwehr 
• Medizinische Anwendung der Interferone - Antivirale Therapie Behandlung von:- Hepatitis B Virus - Hepatitis C Virus (bis vor kurzem einzige Therapie in Kombination mit Ribavirin) - Notfallsbehandlung bei Infektionen mit hochpathogenen Viren (Lassavirus, SARS-Coronoavirus) - Papillomaviren - HSV 
• Komplementsystem 1. Classical pathway- Aktiviert durch Antikörper 2. Alternative pathway- Ein Hauptmechanismus der natürlichen Abwehr- Komplementsystem wird direkt durch Antigen aktiviert 3. Lectin pathway- Aktivierung durch Lectin
• Multiplex Assay - Wird vermehrt in Routinediagnostik angewandt um schnell eine grössere Anzahl an Viren zu screenen. - die PCR Reaktion enthält Primer und Sonden für verschiedene Viren. So können in einer Amplifikation verschiedene Viren nachgewiesen werden  zB Screening bei respiratorischen Viren
• Influenza Virus Transmission Gefördert bei: - niedrige relative Luftfeuchtigkeit (durch Heizen) - kalte Temperatur im Winter 
• Subunit Vakzine 1. Virale Proteine und Peptide Werden in Formulierungen mit Adjuvanzien verabreicht. Sie sind alleine meist nur schwach immunogen 2. Virus‐like Partikel (VLP)VLP werden in vitro synthetisiert, enthalten kein virales Genom, können nicht replizieren Beispiel: Hepatitis B (HBsAg) 3. DNA VakzineVirale Proteine werden auf DNA Vektoren exprimiert Beispiel Veterinärmedizin: West Nile Virus/Pferd; Mensch: HIV in Entwicklung 4. Virale Vektoren Impfantigen wird in Kontext eines nicht verwandten viralen Vektors exprimiert. Beispiel: rekombinante Adenoviren, Vacciniaviren 
• Ebola Impfstoff - Zwei Impfstoffe basierend auf rekombinanten viralen Vektoren werden getestet - Beide basieren auf Immunantwort gegen das Ebolavirus Hüllprotein - Es werden neutralisierende Antikörper (blockieren Viruseintritt) und zytotoxische T Antwort induziert 
• NNRTI = non nucleoside reverse transcriptase inhibitor Nevirapine Efavirenz Etravirine Rilpivirine 
• NRTI = nucleoside reverse transcriptase inhibitor Zidovudine Didanosine Lamivudine Abacavir Tenofovir Emtricitabine 
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• Acyclovir - HSV Thymidinkinase aktiviert Acyclovir durch Monophosphorylierung - Zelluläre Enzyme bewirken weitere Phosphorylierung  - Acyclovir-Triphosphat ist ein kompetitiver Inhibitor der HSV DNA Polymerase und terminiert die virale DNA Kettenverlängerung. - Acyclovir wirkt präferentiell in virusinfizierten Zellen, da es Aktivierung durch HSV TK benötigt!  --> Herpes-simplex Virus 1,2; Varzella-Zoster
• Miraviroc - CCR5-Antagonist (HIV) - gp120 kann nicht mehr binden --> Verhindert Zelladhäsion
• Virale hämorrhagische Fieber - 15 verschiedene RNA-Viren 4 Familien- Arenaviridae - Bunyaviridae - Filoviridae - Flaviviridae  behüllt 
• Ebolavirus - Filoviridae, (-)RNA unsegementiert- behüllt - 4 humanpathogen stämme (Ebola-Zaire - aktuell, Sudan, Elfenbeinküste und Bundibugyo)  - Übertragung über Flüssigkeiten - Inkubationszeit: 2 bis 21 Tage - Symptome: Fieber, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen, Blutungsneigung, Ausschlag der Haut mit Bläschen, Schluckauf, Diarrhöe - Schwerer Blutverlust und Multiorganversagen können nach 7 bis 16 Tagen zum Tod führen (Lethalität 60%) - kann nur übertragen werden nach Beginn der Symptome

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