Meer dan 70 procent van de Belgen is inmiddels gevaccineerd tegen het coronavirus. Maar net door onze verhoogde immuniteit neemt de druk op het virus om te muteren toe. We mogen dus niet op onze lauweren rusten, waarschuwen wetenschappers.
Toen de moderne mens zo’n 10.000 jaar geleden zijn levensstijl omgooide van zwervende jager-verzamelaar naar territoriale land- bouwer, veranderde ook zijn immuunsysteem. Door samen te leven met koeien, schapen, geiten, varkens en kippen kregen de nieuwe boeren geregeld te maken met zoönosen: infectieziekten die van dieren overspringen naar de mens. Denk daarbij aan virussen als de griep en bacteriën als salmonella.
Volgens een recente studie in eLife paste ons immuunsysteem zich noodgedwongen aan. Enerzijds werd het minder krachtig, om te vermijden dat slachtoffers van infecties geveld werden door hun eigen afweer die in overdrive ging als reactie op systematische aanvallen van nieuwe vijanden. Anderzijds ging het sterker reageren tegen herkenbare aanvallers. De studie krijgt extra aandacht omdat onderzoekers een parallel zien met de coronapandemie. Nogal wat patiënten sterven aan de gevolgen van een overreactie van hun afweersysteem op de nieuwe aanvaller. Of er ook hier een finetuning zal volgen, moet nog blijken.
Er zijn twintig mutaties op het stekeleiwit van het virus nodig om volledig aan onze afweer te ontsnappen. De kans daarop is klein, maar niet nul.
Door de ongebreidelde toename van de wereldbevolking en de globalisering komen pandemieën vaker voor dan vroeger. De voorbije honderd jaar kregen we zes pandemieën van griepvirussen te verwerken, en de laatste vijftig jaar 25 spill-overs van ebolavirussen uit andere dieren naar de mens. Er circuleren al zeven coronavirussen in de mensheid, waarvan SARS-CoV-2 het recentste is. Zelfs in het bijna volledig gevaccineerde Vlaanderen zit het virus weer in de lift, nu de mondmaskerplicht is opgeheven en de koude ons naar binnen jaagt. De zware impact van het virus op de afweer van sommige mensen geeft aan dat we er niet veel ervaring mee hebben, ondanks de aanwezigheid van andere coronavirussen. Anders zou ons immuunsysteem efficiënter reageren.
Cellen aftasten
Het wordt stilaan duidelijk hoe het coronavirus zich aan een leven in de mensheid heeft aangepast. Het stamt waarschijnlijk uit vleermuizen en moet via een tussenstap in een andere diersoort toevallig in mensen terechtgekomen zijn. Een studie in Science identificeerde de cruciale aanpassing in het virus om op grote schaal mensen te kunnen infecteren. Het gaat om een simpele mutatie in het stekeleiwit dat het virus gebruikt om mensencellen binnen te dringen. Door op een welbepaalde plek in zijn structuur het aminozuur asparaginezuur te vervangen door glycine, kon het stekeleiwit zich gemakkelijker aan menselijke cellen binden. Zo baande het virus zich een weg in een grote en kwetsbare populatie van mensen, die zijn verspreiding vergemakkelijkten door intense sociale contacten en verplaatsingen over grote afstanden.
Geen enkel virus is ooit zo gedetailleerd bestudeerd als het coronavirus. In Nature werd zijn levenswijze beschreven. Het relaas is indrukwekkend en illustreert hoe uniek het coronavirus is, én hoeveel pech we hebben gehad dat het ons in het vizier kon krijgen. De meeste virussen vermommen zich in een suikerachtig omhulsel om zo lang mogelijk onzichtbaar te zijn voor onze afweer, maar het coronavirus heeft die protectie extreem uitgebouwd. Suikers zorgen ook voor ondersteuning van de twintig tot veertig stekeleiwitten die vanaf het virusoppervlak naar buiten steken om infectie van cellen mogelijk te maken.
De stekeleiwitten van het coronavirus zijn uitzonderlijk flexibel en beweeglijk, waardoor ze een celoppervlak kunnen aftasten om de juiste ankerplaats voor infectie te vinden. De variatie in verspreidings- en besmettingscapaciteit van de coronavirusvarianten hangt in grote mate af van verschillen in de structuur van het stekeleiwit. Wetenschappers zijn erin geslaagd de effecten van diverse virusmutaties op het stekeleiwit in kaart te brengen – mooie driedimensionale figuren daarvan verschenen in Science. Zo hopen ze onder meer betere middelen te vinden om infectie tegen te gaan. De verbinding van het stekeleiwit met cellen verhinderen, is daar een belangrijk aspect van.
Het virus schakelt ook een enzym op cellen van onze luchtwegen in om de infectie te bevorderen. Het enzym maakt een knipje in het stekeleiwit, waardoor het gemakkelijker kan versmelten met de celwand, en geeft het vervolgens een ‘zetje’ om de infectie te versnellen. Het is een van de redenen waarom het virus zo besmettelijk is. In de cel neemt het virus de plaatselijke genetische voortplantingsmachinerie over. Een van de eerste virale eiwitten die geproduceerd worden, verhindert dat de cel zichzelf nog kan delen – alles gaat naar virale replicatie.
Het einde van de pandemie zal dus hoogstwaarschijnlijk niet het einde van het coronavirus zijn.
Vervolgens reorganiseren viruseiwitten de interne structuur van een cel op zo’n manier dat ze een maximale virale voortplanting verzekert. In enkele uurtjes is de cellulaire make-over compleet. Nieuwe virusdeeltjes worden uitgespuwd door celorganellen die ook al voor hun heil worden ingeschakeld. Als laatste act krijgen de stekeleiwitten van de nieuwe virusjes een knip van een tweede menselijk enzym, waardoor ze gemakkelijker andere cellen kunnen aanvallen. Dat versnelt een infectie. De deltavariant van het virus die nu de wereld domineert, is zo geëvolueerd dat deze knip véél meer effect heeft, waardoor hij veel besmettelijker is dan zijn voorgangers.
Alarmsysteem
Verontrustend is dat het virus over efficiënte systemen beschikt om de cellulaire alarmsystemen uit te schakelen, waardoor het lichaam vrij laat gewaarschuwd wordt dat er gevaar is. Het verklaart waarom het zich kan verspreiden nog voor mensen lichte symptomen van een besmetting vertonen – een van de hoofdredenen waarom het coronavirus tot een pandemie kon uitgroeien. Voor zo’n minuscuul deeltje is het coronavirus uitzonderlijk goed georganiseerd: het haalt het maximum uit de bescheiden middelen waarover het beschikt.
Een studie in Science probeert te voorspellen hoe het virus zou kunnen evolueren. Het blijft koffiedik kijken, maar de risico’s dat er nog gevaarlijkere varianten dan de deltavariant opduiken zijn zo reëel dat alle middelen goed zijn om te anticiperen op wat ons te wachten staat. Zo waarschuwen wetenschappers ervoor dat door de vaccinatie en de verhoogde immuniteit de druk op het virus om te muteren toeneemt. Daarbij mag niet vergeten worden dat evolutie overwegend een willekeurig proces is, waarbij onmogelijk te voorspellen valt wat er zal gebeuren.
Wetenschappers zien parallellen met de Spaanse griep, die vanaf 1918 de mensheid teisterde. Ook bij dat virus was de eerste golf minder erg dan de tweede – het virus werd besmettelijker en dodelijker, zoals nu met de deltavariant het geval is. Onderzoek van het virus dat in 2009 de Mexicaanse griep veroorzaakte, wees uit dat het twee jaar lang zo evolueerde dat het besmettelijker werd voor mensen. Maar nadien betroffen de mutaties vooral nieuwe eigenschappen om te ontsnappen aan de menselijke afweer. Een studie in PLoS Pathogens rapporteerde dat een van de andere coronavirussen die in de mensheid circuleren, een tiental jaren nodig had om zo goed als immuun te worden voor onze afweer. Het veroorzaakt wel geen ernstige gezondheidsproblemen meer.
Er zijn signalen dat het huidige coronavirus dezelfde weg opgaat. Studies in Nature en Science tonen aan dat bij besmette mensen die niet ziek worden de kans op een succesvolle adaptatie van het virus heel gering is. Maar bij langdurig zieke coronapatiënten met een gehavende afweer muteert het virus à volonté, wat de kans op een nieuwe variant met een hogere besmettelijkheid vergroot.
Gelukkig hebben experimenten met zogenaamde Frankenspikes – simulaties van gemuteerde stekeleiwitten – uitgewezen dat er op het stekeleiwit minstens twintig veranderingen nodig zijn om volledig aan onze afweer te ontsnappen. De kans daarop wordt klein geacht, maar ze is niet onbestaande. Er is vooral een risico van recombinatie: als twee virusvarianten in eenzelfde gastheer of -vrouw terechtkomen en genen uitwisselen, zou dat het mutatieproces aanzienlijk kunnen versnellen.
Superimmuniteit
Wetenschappers waarschuwen er geregeld voor dat we er niet van uit mogen gaan dat de deltavariant het eindstation is. In het slechtste geval is hij een tussenstap naar iets wat nog erger zal zijn. In schubdieren is een coronavirus gevonden waarvan het stekeleiwit honderd keer efficiënter zou zijn om menselijke cellen te infecteren dan dat van ‘ons’ virus – gelukkig heeft het andere eigenschappen die maken dat het niet gemakkelijk in mensen kan binnendringen. We mogen dus niet op onze lauweren rusten. Het coronavirus zal nog lang een bedreiging voor het menselijk welzijn blijven.
Onder meer daarom kijken wetenschappers met argusogen naar iets wat ze ‘superimmuniteit’ noemen. Onderzoek uit – opnieuw – Science en Nature heeft aangetoond dat het afweersysteem van mensen die een natuurlijke besmetting met het coronavirus overleefden en vervolgens gevaccineerd werden, ‘uitzonderlijk brede en krachtige antistoffen’ tegen het coronavirus produceert. Zelfs de allerkrachtigste nagemaakte virussen blijken niet alle antistoffen van die mensen te kunnen ontwijken. Hoe breder de afweer, hoe meer stukken van het stekeleiwit als potentieel gevaarlijk worden herkend en hoe groter de kans dat het virus wordt uitgeschakeld voor het zich op grote schaal in een lichaam heeft kunnen voortplanten.
Dat inzicht zal belangrijk zijn voor de ontwikkeling van boostervaccins – de derde en eventueel volgende prikken. Een overzicht in Nature besloot dat de kans groot is dat we het coronavirus wel onder controle zullen krijgen, maar dat het zal blijven voortleven in de mensheid als een neefje van de griep die – dat mogen we niet vergeten – zelfs in niet-pandemiejaren elk jaar wereldwijd minstens een half miljoen vooral oudere mensen doodt. In feite is alleen het pokkenvirus ooit uitgeroeid, dankzij een doorgedreven bestrijdingscampagne met vaccins. Het einde van de pandemie zal dus hoogstwaarschijnlijk niet het einde van het coronavirus zijn. De Spaanse griep is tot in de jaren 1950 blijven opduiken. De kans is groot dat we met het coronavirus zullen moeten leren leven. Het versterkt het belang van efficiënte en wereldwijde vaccinatie- en informatiecampagnes.
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier
