20 januari 2020

Onderzoeker Berend-Jan Bosch over waarom het lastig én belangrijk is om ons voor te bereiden op toekomstige uitbraken van coronavirussen

Vijandige virussen

Gezondheid van mens en dier zijn nauw met elkaar verbonden, zeker waar het besmettelijke ziekten betreft. Berend-Jan Bosch doet samen met collega’s onderzoek naar een groep virussen die soms kunnen overspringen tussen zoogdieren, vogels en mensen: de coronavirussen. “Virusziekten zijn een grote uitdaging voor de volksgezondheid en de voedselveiligheid, en nog steeds lastig te bestrijden.”

Coronavirussen komen wereldwijd veel voor – ze vormen een grote familie van virussen die in tal van diersoorten ziekte kunnen veroorzaken. “Bij landbouwhuisdieren zorgen coronavirussen voor problemen zoals groeivertraging en sterfte”, vertelt Berend-Jan Bosch, onderzoeker bij het departement Infectieziekten en Immunologie van de faculteit Diergeneeskunde. “Het Porcine Epidemische Diarree Virus veroorzaakt bijvoorbeeld ernstige diarree en veel sterfte bij jonge biggen. In Azië en Amerika leidt dit virus tot grote verliezen in de varkensindustrie. En ook de pluimveesector lijdt wereldwijd flink aan de gevolgen van coronavirusinfecties. Bij mensen veroorzaken coronavirussen doorgaans gelukkig alleen een verkoudheid. Coronavirussen die van mensen naar dieren overspringen kunnen daarentegen wél ernstige ziekte veroorzaken. Dit zagen we bij het SARS- en MERScoronavirus die in het zeer recente verleden ernstige luchtweginfecties veroorzaakten, soms met dodelijke afloop”.

SARS en MERS; Beruchte uitbraken van zoönotische coronavirussen

Severe Acute Respiratory Syndrome: SARS-CoV

  • Van 2002 tot 2004 gesignaleerd in China
  • Natuurlijke bron: vleermuis. Naar mens via civetkat een roofdier uit Zuidoost-Azie
  • Veroorzaakt bij mensen ernstige acute ademhalingsstoornis
  • Circa 10 procent van de mensen met SARS overleed
  • In 2003 hadden de maatregelen tegen verspreiding van het virus succes

Middle East Respiratory Syndrome: MERS-CoV

  • In 2012 voor het eerst gesignaleerd in het Midden-Oosten
  • Natuurlijke bron: vleermuis. Naar mens via dromedaris
  • Veroorzaakt net als het SARS-virus bij mensen ernstige luchtweginfectie
  • Circa 35 procent van de mensen met MERS overlijdt
  • In 2018 ontdekten Bosch en zijn collega’s hoe het coronavirus menselijke cellen infecteert. Daarnaast ontwikkelden ze antistoffen die bij proefdieren bescherming bleken te bieden tegen dodelijke infectie.
Onderzoeke Brend Jan Bosch kijkt in een model van een coronavirus dat in een doorzichtige kubus zit.
Berend Jan Bosch

Grenzen verleggen

“Ik ben ervan overtuigd dat we met meer fundamentele inzichten betere vaccins en medicatie tegen virussen en hun infecties zullen kunnen ontwikkelen,” vertelt Bosch. “Daarom wil ik graag de grenzen van onze huidige kennis verleggen.” Bosch en zijn collega’s proberen meer te weten te komen over de interactie tussen coronavirussen en hun gastheren, of dat nu een dier is of een mens. “Hoe infecteert een virus een gastheer? Hoe ontwijkt een virus de afweerreactie van de gastheer? Hoe kan een virus overspringen van dier naar mens en ziekte veroorzaken?” De grote potentie van zulke kennis is duidelijk geworden bij de ontwikkeling van antivirale middelen tegen het aidsvirus, HIV. Bosch: “Zonder diepgaand inzicht in de biologie van het virus hadden wetenschappers die middelen nooit kunnen ontwikkelen.”

Gevaren

Bosch geeft aan dat wetenschappers nog lang niet alle coronavirussen kennen. “We hebben nog lang niet alle leden van de familie ontdekt, ook al kennen we inmiddels tientallen soorten.” Coronavirussen veroorzaken lang niet altijd ziekte bij hun gastheer. De onderzoekers richten zich vooral op virussen die dat wel doen, ook al zegt dat niet alles over hun potentiële gevaar voor de mens. “Het MERS-virus geeft dromedarissen bijvoorbeeld maar weinig ongemak, terwijl het bij mensen ernstige longontsteking kan veroorzaken en in veel gevallen zelfs tot de dood leidt.”

Lastig te voorspellen

Door allerlei veranderingen in de wereld denkt Bosch dat de kans op uitbraken van nieuwe virusziekten groeit. “De wereldbevolking groeit, het aantal dieren stijgt en ook het verkeer van mensen en het transport van dieren neemt toe. Door de toename van contact tussen dier en mens én van mensen onderling stijgt de kans op de opkomst en verspreiding van oude en nieuwe virusziekten. Het is lastig om ons tegen toekomstige uitbraken te wapenen, want we weten niet welk virus straks opduikt of overspringt. De epidemiologie en evolutie van virussen is complex en hangt af van veel factoren. Dat maakt het lastig om te voorspellen.”

Computeranimatie van een coronavirus. Het coronavirus, rood, dringt hier binnen in de gastheercel, blauw. Hiervoor bindt het oranje eiwit zich aan het blauwe molecuul op het oppervlak van de gastheercel. Dit is de eerste stap in de infectie.
Het coronavirus, rood, dringt hier binnen in de gastheercel, blauw. Hiervoor bindt het oranje eiwit zich aan het blauwe molecuul op het oppervlak van de gastheercel. Dit is de eerste stap in de infectie.
Families van virussen

Binnen de afdeling Virologie van de faculteit Diergeneeskunde doen wetenschappers onderzoek naar de interactie van virussen en hun gastheer. Ze onderzoeken diverse virusfamilies:

Zij bestuderen hoe virussen een gastheercel binnendringen, zich vermenigvuldigen en ontsnappen aan de afweer. Daarnaast doet Herman Egberink onderzoek naar de klinische aspecten van virussen en hun verspreiding onder dieren. De verkregen kennis zetten ze in voor de ontwikkeling van innovatieve interventies, zoals de ontwikkeling van nieuwe diagnostische tools, vaccins en medicijnen.

Breed werkende vaccins

Desondanks benadrukt Bosch het grote nut van pogingen om ons toch zo goed mogelijk voor te bereiden. “Als een virus voor het eerst overspringt op de mens, kan het zich soms snel verspreiden.” Hij wijst als illustratie op de situatie met Ebola. “Zonder vaccin of medicijn op de plank kan in stedelijke gebieden gemakkelijk een grote epidemie ontstaan." De ontwikkeling van een vaccin of medicijn kost doorgaans veel tijd, iets wat je tijdens een uitbraak van een nieuw virus niet hebt.

Epidemie voorkomen

De laatste jaren groeit in de wetenschap de interesse voor vaccins die bescherming kunnen bieden tegen meerdere leden van een familie van virussen. “Daarvoor moeten we op zoek naar de overeenkomsten tussen virussen,” zegt Bosch. “Als we een vaccin ontwikkelen dat zich richt op de overeenkomsten, geeft dat hopelijk brede bescherming.” Zulke breed werkende vaccins hebben de potentie om ons te beschermen tegen nieuw opduikende ziekten. Daarnaast zouden ze effectiever zijn tegen virussen die snel veranderen, zoals influenza (griep). Dat virus verandert voortdurend en dus verliezen vaccins hun werkzaamheid. “Ontwikkeling van breed werkende vaccins zou dat kunnen voorkomen,” zegt Bosch. Zijn onderzoeksgroep werkt hiervoor samen met academische en industriële partners die zijn aangesloten bij het Netherlands Centre for One Health (NCOH), de onlangs opgerichte Utrecht Molecular Immunology Hub en een Europees onderzoeksconsortium.

Vreugde

“Afgelopen jaar hebben we drie belangrijke ontdekkingen gedaan en daarover artikelen kunnen publiceren. Dat zijn fantastische momenten. Het is sowieso fantastisch om onderzoek te doen naar virussen. Elk virus is voor zijn vermeerdering afhankelijk van een gastheer. Hiervoor dringen ze een gastheercel binnen en zetten die naar hun hand om zichzelf te vermenigvuldigen. Dat blijf ik fascinerend vinden om te zien, hoe een virus – zo’n minuscuul deeltje - dat bewerkstelligt. Ik voel me soms net een ontdekkingsreiziger. Ik wil weten wat er achter de
horizon ligt, achter de grens van onze huidige kennis.”

Dit is een artikel uit de Vetscience Nr. 4, mei 2019