GREAT AT SMALL THINGS

EXPO 40 jaar BCCM: Pathogenen

Hoewel de meeste microorganismen goede krachten hebben en gebruikt worden in tal van toepassingen in het dagelijks leven, worden microben door het grote publiek meestal geassocieerd met infecties en ziekten.
De relatief kleine groep ziekteverwekkers wordt gezamenlijk “pathogenen” genoemd. Ze kunnen een gevaar vormen voor mens en dier, maar ook voor planten, wat kan leiden tot vernietiging van oogsten!

Maak kennis met de duistere krachten van pathogene micro-organismen.

Bacteriën Schimmels Mycobacteriën

 

Bacteriën

Bacteriële infecties zijn een alomtegenwoordig en belangrijk aspect van de gezondheid van mensen, dieren en planten en het bredere gebied van de microbiologie. Deze infecties worden veroorzaakt door verschillende soorten bacteriën en kunnen vrijwel elk orgaan en systeem in het menselijk lichaam of de plant aantasten. Inzicht in bacteriële infecties is om verschillende redenen essentieel. 
Ten eerste zijn bacteriële infecties wereldwijd een belangrijke oorzaak van ziekte en sterfte en vormen ze een grote uitdaging voor de volksgezondheid. Ze kunnen variëren van kleine huidinfecties tot levensbedreigende aandoeningen zoals sepsis en longontsteking. 
Ten tweede is de opkomst van antibiotica-resistente bacteriën, die vaak "superbugs" worden genoemd, een urgent wereldwijd probleem geworden, waardoor de effectieve behandeling van bacteriële infecties steeds moeilijker wordt.

Een beter begrip van bacteriële infecties is cruciaal voor professionals in de gezondheidszorg, onderzoekers, beleidsmakers en het grote publiek in ons streven om deze microbiële bedreigingen te bestrijden en onze gezondheid te beschermen.

 

Ralstonia solanacearum (LMG 2299T) - Tomaten

Ralstonia solanacearum is een bacteriesoort die een plantenziekte veroorzaakt gekend als bacteriële verwelking. Deze pathogene bacterie tast voornamelijk planten in de Solanaceae-familie aan, waaronder belangrijke gewassen zoals aardappelen, tomaten, paprika's en aubergines. De bacteriën koloniseren het xyleem, dat verantwoordelijk is voor het watertransport binnen de plant, wat leidt tot watertekort en achteruitgang van de plant. Geïnfecteerde planten vertonen symptomen zoals verwelking, vergeling van bladeren en gaan uiteindelijk dood.

 

Xanthomonas fragariae (LMG 708) - Aardbeien

Xanthomonas fragariae is een bacteriesoort die een plantenziekte veroorzaakt gekend als de bladvlekken ziekte. De bacterie tast aardbeiplanten aan en kan aanzienlijke schade aan gewassen veroorzaken en is zeer besmettlijk.
Geïnfecteerde planten vertonen hoekige, met water doordrenkte laesies op de bladeren, die later bruin of zwart worden. In ernstige gevallen kunnen de bladeren opdrogen en eraf vallen. De bacterie kan ook andere delen van de plant infecteren zoals de bladstelen, bloemstelen en fruit.

 

Clavibacter sepedonicus (LMG 2889T) - Aardappelen

Clavibacter sepedonicus is een bacteriesoort die de plantenziekte veroorzaakt gekend als aardappelringrot. Vooral aardappelen worden getroffen, wat leidt tot aanzienlijke economische verliezen in de aardappelindustrie. Het belangrijkste symptoom van aardappelringrot is de aanwezigheid van donkerbruine tot zwarte ringen of bogen op het knoloppervlak, vandaar de naam "ringrot". Deze ringen kunnen oppervlakkig zijn of diep in de aardappel doordringen en rot en bederf veroorzaken.

 

Pseudomonas syringae (LMG 28803T)

Net als Marvel's Iceman kan de bacterie Pseudomonas syringae water bevriezen door het aan te raken, zelfs bij temperaturen boven het natuurlijke vriespunt. Deze bacteriën leven voornamelijk in landbouwgewassen, maar ook in veel andere soorten planten. Om zichzelf te voeden, bevriezen ze  het weefsel van planten om zo gemakkelijk toegang te krijgen tot hun voedingsstoffen wat grote schade kan toebrengen aan de landbouw. Daarnaast zijn P. syringae ook gevonden in besneeuwde regio’s van Europa tot Antarctica.

 

 

Vibrio cholerae (LMG 21698)

Vibrio cholerae is een kommavormige bacteriesoort die de oorzaak is van de ziekte cholera bij de mens. De bacterie werd door de Italiaanse anatoom Filippo Pacini ontdekt in 1854, maar was niet algemeen bekend tot Robert Koch dertig jaar later, onafhankelijk van Pacini, een manier vond om de bacterie te bestrijden. De bacterie zorgt na adhesie aan de intestinale mucosa via een toxine voor infectie en vochtverlies. Het vochtverlies gebeurt zeer snel en gaat gepaard met matige diarree. Onbehandeld kan cholera snel tot de dood leiden, behandeld is er echter een goede prognose. Verspreiding van de bacterie gebeurt via uitwerpselen. Deze komen in water of zeevruchten terecht en zo uiteindelijk bij de mens.

 

Vibrio vulnificus (LMG 13545)

Vibrio vulnificus is een bacteriesoort die veel voorkomt in warme kustwateren. Hoewel het een natuurlijke bewoner is van mariene omgevingen, kan het ook infecties bij mensen veroorzaken. Vibrio vulnificus-infecties bij mensen treden meestal op door de consumptie van rauwe of onvoldoende verhitte zeevruchten, meer bepaald schaaldieren. De bacteriën kunnen het lichaam ook binnendringen via open wonden of snijwonden wanneer ze in contact komen met verontreinigd water, zoals tijdens het zwemmen of het hanteren van zeevruchten. Wondinfecties van Vibrio vulnificus kunnen een lokale infectie veroorzaken die wordt gekenmerkt door roodheid, zwelling, pijn en de vorming van zweren. Deze infecties komen vaker voor bij personen met reeds bestaande wonden of een aangetast immuunsysteem. Vibrio vulnificus-infecties zijn relatief zeldzaam, maar ze kunnen ernstig zijn voor personen met specifieke risicofactoren.

 

Bordetella pertussis (LMG 14455T)

Bordetella pertussis is een bacterie die kinkhoest veroorzaakt. Deze luchtweginfectie treft de hogere luchtwegen en gaat niet naar de bloedbaan of longblaasjes. Het heeft een incubatieperiode van 7 à 10 dagen, waarna als eerste fase een normale verkoudheid ontstaat. In deze fase is de aangedane persoon zeer besmettelijk. Eén à twee weken na deze fase volgt de volgende fase met de kenmerkende lange hoestbuien en gierende ademhaling. De bacterie wordt doorgegeven via speekseldruppels en is zeer besmettelijk.

 

Helicobacter pylori (LMG 19449)

Helicobacter pylori is een spiraalvormige bacterie die voorkomt in de maag van mensen en daarom kan overleven in een sterk zure omgeving. In West-Europese landen komt de bacterie in een klein percentage (10-20%) voor, maar in minder ontwikkelde landen in veel hogere percentages (60-90%). Bij de meeste mensen veroorzaakt de bacterie geen symptomen of ziekteverschijnselen, maar bij een klein percentage wel, met name maagpijn, maagzweren en ontsteking van het maagslijmvlies en de twaalfvingerige darm. De bacterie wordt ook in verband gebracht met sommige vormen van maagkanker.

 

Campylobacter coli (LMG 6440)

Campylobacter coli is een bacteriesoort die gastro-intestinale aandoeningen bij mensen kan veroorzaken. Het is wereldwijd één van de belangrijkste oorzaken van bacteriële voedselinfecties. Campylobacteriose is de term die wordt gebruikt om de ziekte te beschrijven die wordt veroorzaakt door Campylobacter-soorten, waaronder Campylobacter coli. Campylobacteriose wordt meestal opgelopen door het consumeren van besmet voedsel of water, zoals rauw of onvoldoende verhit vlees en ongepasteuriseerde melk. Het kan ook worden overgedragen door contact met besmette dieren, bijvoorbeeld via hun ontlasting.

De symptomen van een Campylobacter coli-infectie verschijnen meestal binnen 2 tot 5 dagen na blootstelling en kunnen ongeveer een week aanhouden. Veel voorkomende symptomen zijn diarree, koorts, overgeven en hevige buikkrampen.

 

Schimmels

Schimmelinfecties bij mensen omvatten een breed scala aan aandoeningen, van oppervlakkige huidlaesies tot fatale invasieve mycose. Enkele tientallen schimmelsoorten zijn verantwoordelijk voor de meeste gevallen, maar zeldzame ziekteverwekkers komen ook voor en ongeveer 500 soorten zijn beschreven als infectieuze agentia. Sommige zijn wereldwijd verspreid omdat ze deel uitmaken van de menselijke flora (zoals Candida albicans) of omdat het kosmopolitische schimmels zijn (zoals Aspergillus fumigatus). Andere zijn alleen bekend in bepaalde geografische gebieden en worden als endemisch beschouwd. Hieronder vallen met name de veroorzakers van blastomycose, histoplasmose of coccidioidomycose.* Tot slot zijn sommige schimmelpathogenen, zoals de multiresistente gist Candida auris, in opkomst. C. auris werd voor het eerst ontdekt in Japan in 2009 en veroverde snel andere continenten. Het is momenteel een alarmerend probleem, vooral in de Verenigde Staten waar het verantwoordelijk is voor duizenden ziekenhuisinfecties.

 

Trichophyton rubrum (IHEM 22170)

Dermatofyten zoals Trichophyton rubrum zijn de veroorzakers van ringworm (tinea). Het is een groep microscopische schimmels die kunnen groeien op de huid van mensen en/of zoogdieren, wat leidt tot huidletsels. Ze zijn besmettelijk en verspreiden zich van mens op mens of van dier op mens. Er zijn verschillende soorten dermatofyten. Trichophyton erinacei komt vooral voor bij egels. Dus de volgende keer dat je een egel in de val ziet zitten in je tuin, gebruik dan handschoenen om het diertje te bevrijden, niet alleen vanwege de stekels maar ook om besmetting met vervelende schimmels te voorkomen.

Superficial mycoses in Belgium: Burden, costs and antifungal drugs consumption.Becker et al., Mycoses (2020)

 

Aspergillus fumigatus (IHEM 3007)

Een enorme verscheidenheid aan micro-organismen zorgt voor de afbraak van het organisch materiaal, waaronder de schimmel Aspergillus fumigatus. Deze schimmel kan groeien bij hoge temperaturen en kan in hoge concentraties aanwezig zijn in composteerinstallaties. Deze laatste worden dus beschouwd als hotspots voor de aanwezigheid van deze soort. A. fumigatus heeft echter een schaduwzijde: het is een opportunistische ziekteverwekker bij patiënten met een verzwakte immuniteit. Hij is alomtegenwoordig in de omgeving en kan gemakkelijk groeien bij 37°C dankzij zijn thermotolerantie. Infecties met A. fumigatus kunnen dodelijk zijn en de opkomende resistentie tegen antischimmelmedicijnen is alarmerend. De WHO beschouwt A. fumigatus daarom als een pathogeen met kritieke prioriteit.

 

Alternaria

Niezen, verstopte neus, loopneus, jeukende keel en ogen behoren tot de symptomen van allergie voor schimmelsporen.
Alternaria en Cladosporium sporen zijn bijzonder problematisch. Ze zijn vooral zorgwekkend in de zomer, wanneer ze hoge concentraties in de buitenlucht bereiken.

 

Ook pathogene schimmels voor planten zijn extreem gevaarlijk en kunnen leiden tot het verlies van oogsten of, in de ernstigste gevallen, de dood van de planten. Schimmels kunnen ook een ophoping van gifstoffen in de planten veroorzaken. De toxinen die door sommige schimmels worden geproduceerd, zijn gevaarlijk voor mens en dier.

 

 

Mycobacteriën

Wakker worden, wereld! Er loopt een sluipmoordenaar rond die Mycobacterium tuberculosis complex heet. Deze kleine onruststokers zijn de ultieme vijanden, verantwoordelijk voor tuberculose, 's werelds nummer één dodelijke infectieziekte, alleen overtroffen door COVID-19 in 2020. Onderzoekers en strijders in de gezondheidszorg bundelen al tientallen jaren hun krachten, gewapend met geavanceerde technologie en levensreddende behandelingen. 

 

Welkom in de wereld van de niet-tuberculose mycobacteriën (NTM), waar de dingen niet altijd zijn wat ze lijken! Terwijl de meeste mycobacteriën zich met hun eigen zaken bemoeien, hebben sommige, zoals de onruststokers Mycobacterium avium, M. abscessus en M. ulcerans, een ondeugende kant. Deze sluwe figuren hebben het ongelooflijke vermogen om kansen te grijpen en opportunistische ziekteverwekkers te worden voor mens en dier. Ze slaan toe wanneer onze afweer is uitgeschakeld en veroorzaken infecties die kunnen variëren van huidzweren tot chronische longziekten. Deze NTM-schurken zijn misschien niet zo beroemd als hun tuberculoseveroorzakende neefje, maar kijk er zeker voor uit! Riemen vast en duik in de fascinerende wereld van NTM die grote problemen kan veroorzaken als we niet oppassen. Blijf op de hoogte, blijf beschermd en houd deze opportunistische onruststokers tegen!

The Genus Mycobacterium. Rigouts & Cogneau, The Practical handbook of Microbiology (2021)