Dát is nou evolutie!
Fuck 2020! Een nieuw jaar en nieuwe kansen. Dat leek de tendens op social media en in de beste wensen die ik voor 2021 heb ontvangen. Zo'n jaarwisseling is vooral iets op papier én iets mentaals. Voorlopig zitten we ook in januari en waarschijnlijk langer 'gewoon' in een semi-lockdown. Thuiswerken, online onderwijs en gesloten restaurants, musea, theaters, bioscopen, sportscholen en winkels. Wij zijn beperkt in onze bewegingsvrijheid, maar het virus zit niet stil. Dat raast door en muteert. Sinds een tijdje weten we dat er een ‘Britse’ variant van SARS-CoV-2 is die rondwaart. Hoe lang al is onduidelijk. Ook weten we niet of deze variant gevaarlijker is. Andere varianten duiken ook op. Hoe kan het coronavirus zoveel mutaties hebben en wat doen die mutaties? In hoeverre kan kennis van virusevolutie ons helpen in deze pandemie? Wetenschappers zijn druk bezig met antwoorden op die vragen te vinden.
Evolutie van virussen
In het najaar van 2020 organiseerden we samen met evolutiebioloog dr. Edwin Pos (UU) een vierdelige serie getiteld 'Dat is nou evolutie'. In de derde aflevering was moleculair viroloog dr. Monique Nijhuis (UMC Utrecht) te gast. Zij doet onderzoek naar hiv, een virus dat uitzonderlijk snel evolueert. Aan haar vroegen we: wat maakt een virus een evolutionair succes? Ze legt uit dat virussen bij hun vermenigvuldiging steeds mutaties ondergaan, zo evolueren ze. De nieuwe coronavariant heeft 23 mutaties ten opzichte van de gangbare variant. Dat is opvallend veel: meestal muteren virussen geleidelijk, en verschillen varianten maar op één of twee plekken van elkaar. Zes van de mutaties hebben geen gevolgen voor de eiwitten waaruit het virus bestaat, maar zeventien wel. En een verandering in de eiwitten kan voor andere viruseigenschappen zorgen, bijvoorbeeld hoe goed onze antilichamen erop aan kunnen grijpen of hoe besmettelijk het virus. Je snapt dat virologen deze mutaties goed in de in de gaten houden, maar wat de mutaties precies doen, dat moet nog goed worden onderzocht.
Evolutionair succes
De variant lijkt in ieder geval besmettelijker te zijn, maar tot nu toe is er geen reden om aan te nemen dat het ziekteverloop anders of ernstiger is dan met de variant die op dit moment het meeste in Nederland gevonden wordt. Is het virus door de verhoogde besmettelijkheid ook een evolutionair succes? In de NRC vertelt Mariet Feltkamp, medisch viroloog van het LUMC in Leiden: „Nu focust iedereen zich op deze ene variant, en op deze paar mutaties die we nu een beetje begrijpen. Als je je alleen focust op een variant die zich snel verspreidt, trek je snel de conclusie dat die mutaties dus wel een voordeel zullen bieden, terwijl er allerlei lokale, menselijke gedragsaspecten zijn die daarop van invloed zijn. Labonderzoek moet uitwijzen of N501Y (de naam van de mutatie, red) het virus echt helpt sneller de cel binnen te komen en of dat doorzet in een efficiëntere infectie.” Microbioloog prof. dr. Willem van Schaik voegt toe: „Het kan ook zijn dat die mutatie zich toevallig sterker verspreidt omdat mensen zich op een bepaalde plek minder goed aan de maatregelen houden, of omdat maatregelen zijn versoepeld. Menselijk gedrag maakt het lastig het gedrag van het virus te interpreteren.”
Menselijk gedrag maakt virussen succesvol
Dit sluit aan bij het verhaal van Monique Nijhuis. Zij liet in haar lezing zien aan de hand van de geschiedenis van hiv, dat niet alleen fysieke karakteristieken van een virus belangrijk zijn, maar ook andere factoren, in de verspreiding en het ziekmakende vermogen. Denk hierbij aan urbanisatie, industrialisatie, maar ook sociaal stigma. Deze factoren zijn bij de coronapandemie ook van kracht. Bioloog Edwin Pos voegt er aan toe: "Globalisering en hogere dichtheid van menselijke populaties wereldwijd is een groeiend probleem voor het voorkomen dan wel bestrijden van een pandemie. Het kan ontzettend snel om zich heen grijpen. Dat is ook wat we zien en het is moeilijker om uit te doven. De mobiliteit is binnen en tussen landen enorm, waardoor inperken bijna onmogelijk is. Als je dat allemaal bij elkaar optelt is het niet zo verrassend om te zien waar we nu staan".
Kunnen we evolutie van virussen stoppen?
Naast een 'Britse' variant, is er nu ook een 'Zuid-Afrikaanse' en een 'Braziliaanse' variant. Het lijkt erop dat de Braziliaanse variant niet alleen de besmettelijkheid van de Britse variant heeft, maar ook andere mutaties. Op Twitter legt de Amerikaanse specialist dr. Eric Feigl-Ding in een draadje uit waarom deze variant slecht nieuws kan zijn. Het is belangrijk dat alle landen blijven testen om te zien welke varianten van het virus in hun land rond gaan. In Groot-Brittanië wordt zo’n 5 tot 10 procent van alle positieve coronatests gesequenced: oftewel volledig genetisch in kaart gebracht. In Nederland ligt dat percentage nu rond de 0,1 procent, dat moet dus omhoog. Op het twitteraccount van Nextstrain houdt men wereldwijde data bij en kan je evolutie van het virus 'live zien'. Hoe meer het virus rondwaart, hoe meer kans er is dat er nieuwe mutanten opdoemen. Op de lange termijn kunnen er ook varianten ontstaan die tornen aan de effectiviteit van de al ontwikkelde vaccins.
The speed of the coronavirus’s spread has been matched only by the pace of scientific insights
Wetenschappers unite!
Door op evolutionaire mechanismen te anticiperen, kunnen we hopelijk het virus een stap voor blijven. Wat ons tijd geeft om nieuwe hulpmiddelen te ontwikkelen om SARS-CoV-2 te bestrijden. Evolutionair perspectief geeft daarbij andere handvatten dan bijvoorbeeld een epidemiologische of klinische benadering. Edwin Pos: "Een epidemiologisch of klinische benadering kijkt vooral vanuit een praktisch oogpunt, maar de kennis daarvoor is deels gestoeld op evolutionaire biologie. We hebben kennis over de evolutionaire processen en kunnen daar dus ook naar handelen. Focussen op de evolutie van veranderingen in het virus (bijvoorbeeld mutaties) kan ons helpen om een scherper beeld te krijgen van de verspreiding van het virus, hoe het zich verspreid en de patronen van virulentie (de infectiekracht, red). Dus ja, kennis over virusevolutie kan ons andere handvatten geven maar alleen zo’n evolutionaire bril, of alleen zo’n klinische bril, is niet genoeg - het gaat juist om de gecombineerde kennis." Als er iets is wat deze pandemie heeft laten zien, is dat intense samenwerkingen tussen wetenschappers uit allerlei gebieden (en veel geld) tot voorheen ongekend snelle doorbraken kan leiden. Zoals het tijdschrift Nature het treffend beschreef: "The speed of the coronavirus’s spread has been matched only by the pace of scientific insights."
