Het nieuwe coronavirus is waarschijnlijk ontstaan uit twee andere virussen die in een geïnfecteerd dier samenkwamen. Het is mogelijk dat het virus in een mens nog eens op dezelfde manier zal muteren.
Sommige virologen maken zich zorgen over de mogelijkheid dat binnenkort een ‘frankensteinvirus’ op zal doemen. SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, is vrijwel zeker ontstaan door het samensmelten van twee verschillende coronavirussen. De precieze details zijn onzeker, maar genoomonderzoek van het virus wijst erop dat deze mash-up ongeveer tien jaar geleden in een vleermuis plaatsvond. De vleermuis was gelijktijdig geïnfecteerd met twee nauw verwante coronavirussen, die samen een nieuw hybride-virus vormden. ‘Als je in de stamboom van het coronavirus kijkt, komt een dergelijke recombinatie veel voor’, zegt viroloog Samuel Díaz-Muñoz van de Universiteit van Californië, Davis.
Smeltoven
Dat samensmelten gebeurt om twee redenen. Ten eerste zijn coronavirussen tolerant voor co-infectie. Dat wil zeggen dat ze, in tegenstelling tot veel andere virussen, toelaten dat een tweede virus een reeds geïnfecteerde cel binnendringt.
Kunnen fagen helpen in de strijd tegen antibioticaresistentie?
Faagtherapie kan de toegenomen antibioticaresistentie het hoofd bieden. Deze kleine virussen kunnen specifieke bacteriën doden.
Ten tweede maakt de manier waarop coronavirussen hun genoom repliceren het samensmelten niet alleen mogelijk, maar zelfs waarschijnlijk. Coronavirussen zijn RNA-virussen. Dat type virus muteert heel regelmatig, omdat de enzymen die hun RNA kopiëren geen proefleesfunctie hebben. Het vele muteren stelt een virus in staat om snel resistentie te ontwikkelen tegen de immuunrespons van de geïnfecteerde persoon.
Coronavirussen zijn de uitzondering onder de RNA-virussen, omdat hun replicase-enzymen wel degelijk proeflezen. SARS-CoV-2 is tot nog toe dan ook erg resistent gebleken tegen mutatie. Volgens Díaz-Muñoz zijn er tot nu toe slechts zes mutanten opgedoken.
De verschillende coronavirussen vinden hun oorsprong in iets anders: recombinatie. Hun replicase-enzymen maken vaak sprongetjes van het ene deel van het RNA-sjabloon naar het andere. Daardoor kunnen ze een nieuwe mix van hun eigen genoom maken en zo varianten creëren. Dit proces stelt ze ook in staat om genetisch materiaal te stelen van andere, nauw verwante coronavirussen.
‘Het is een van de dingen die het gemakkelijk maakt om van de ene soort tot de andere te komen. Ik denk dat er geen twijfel over bestaat dat recombinatie in een vleermuis achter het ontstaan zit van SARS-CoV-2’, zegt Díaz-Muñoz. De vrees is dat het nu opnieuw kan gebeuren, deze keer in een besmet mens.
Combinatiekandidaten
Onderzoek door Huiguang Yi aan de Southern University of Science and Technology in Shenzhen, China, impliceert dat SARS-CoV-2 zijn genoom in de menselijke cellen recombineert. Yi heeft 84 SARS-CoV-2-genoomsequenties van menselijke patiënten geanalyseerd. Daarin vond hij een aantal die alleen door recombinatie kunnen zijn ontstaan.
Er zijn ook veel gevallen bekend waarin cellen zowel geïnfecteerd zijn door SARS-CoV-2 als door andere virussen, waaronder influenza, het rhinovirus, het RS-virus en de seizoensgebonden coronavirussen die gewone verkoudheden veroorzaken.
Het is vooral de laatste categorie die virologen zorgwekkend vinden, omdat deze virussen vrij nauw verwant zijn aan SARS-CoV-2. Ze kunnen er dus mogelijk een hybride-virus mee vormen.
Er zijn vier van deze seizoensgebonden coronavirussen in omloop. Daarnaast is er het oorspronkelijke SARS-virus, dat van 2002 tot 2004 een epidemie veroorzaakte. Hoewel dit virus niet meer in omloop is, vrezen virologen dat het een comeback kan maken. Tot slot is er ook nog het MERS-coronavirus, dat in 2012 opdook en nog steeds in lage aantallen circuleert.
De angst is dat wanneer een mens gelijktijdig besmet raakt met zowel SARS-CoV-2 als een tweede coronavirus, die persoon een smeltkroes kan vormen voor het ontstaan van een nieuw virus. Dat zou zelfs tot een tweede pandemie kunnen leiden.
Onwaarschijnlijk?
Maar voorzichtigheid over die conclusie is geboden. In medische kringen betekent gelijktijdige infectie dat één patiënt door twee of meer ziekteverwekkers is besmet. Dat wil nog niet zeggen dat ook daadwerkelijk dezelfde cellen van de patiënt zijn besmet. We weten nog niet of zo’n gelijktijdige besmetting met SARS-CoV-2 op celniveau kan plaatsvinden, zegt Díaz-Muñoz. Maar gezien wat we weten over andere coronavirussen, is die mogelijkheid wel aanwezig.
‘We maken ons druk over de griep, maar we moeten meer aandacht besteden aan de seizoensgebonden coronavirussen’, zegt Díaz-Muñoz. ‘Die vliegen nu onder de radar. Wat er gaat gebeuren met de seizoensgebonden corona, is een van de belangrijkste vragen op dit moment.’
Het is niet bekend of SARS-CoV-2 kan recombineren met een gewoon coronavirus, maar we kunnen het niet uitsluiten. ‘Het effectief combineren van het genoommateriaal van twee virussen is lastiger als de virussen zeer verschillend zijn’, zegt fysicus Raúl Rabadán van de Columbia University in New York. ‘Als er een gelijktijdige infectie optreedt met een gewoon coronavirus en SARS-CoV-2, is het onwaarschijnlijk, maar niet onmogelijk, dat potentiële gecombineerde varianten levensvatbaar zijn.’
Frankensteins eigenschappen
Yi vertelde New Scientist dat hij niet echt bezorgd is over een recombinatie tussen SARS-CoV-2 en een seizoensgebonden coronavirus dat verkoudheid veroorzaakt, omdat hun genomen niet nauw genoeg verwant zijn. De SARS- en MERS-virussen, of nog onbekende nauw verwante coronavirussen, zijn een ander verhaal. Het SARS-virus lijkt qua genoom nog het meest op SARS-CoV-2, en is dus het gevaarlijkst, zegt hij.
Dat klinkt verontrustend, maar een hybride-virus zou niet per se erger zijn dan SARS-CoV-2, benadrukt Díaz-Muñoz. Het zou ook de minder virulente kenmerken van de twee oudervirussen kunnen combineren, en zo een mild virus kunnen worden, zoals het gewone verkoudheidsvirus. ‘Dat kan evolutionair voordelig zijn voor het virus. Mensen blijven met zo’n mild virus niet thuis, dus het kan zich makkelijker verspreiden.’
Ook al is een mash-up onwaarschijnlijk, recombinatie van SARS-CoV-2 is nog steeds een groot probleem, zegt Yi. Het leidt tot genetische variaties die het virus virulenter kunnen maken, resistenter tegen medicijnen, of beter in staat om tegen ons immuunsysteem op te boksen. Het zou ook de diagnostiek op basis van RNA-tests nutteloos kunnen maken. Artsen en virologen moeten zich dus zorgen maken over deze mogelijkheden, vindt hij.
