Virussen zijn geniaal, maar er zitten natuurlijk ook bad guys tussen

‘Ces moustiques veulent votre sang”, staat er op een ingelijste poster in de werkkamer van viroloog Sebastian Lequime, op de campus van Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Oftewel: deze muggen willen uw bloed. „Het is een oude advertentie, uit 1928, voor het middel Fly-Tox. Dat spul was ongetwijfeld minstens zo gevaarlijk als de muggen zelf.”

Als viroloog breekt de in Frankrijk opgeleide Lequime graag een lans voor muggen. „Zij kunnen er óók niets aan doen dat ze soms ziekteverwekkers bij zich dragen. Ze hebben te veel slechte reclame gehad. Net als virussen.”

Ja, er zitten ook volop bad guys onder de virussen. „SARS-CoV-2 heeft hun reputatie geen goed gedaan. Om nog maar te zwijgen van vogelgriep, dengue, hiv… Maar door de focus uitsluitend te leggen op die ziekteverwekkers, ga je voorbij aan de genialiteit van de groep als geheel.”

Lequime is, zoals hij meteen toegeeft, een fan. „I love viruses” Ik ben erdoor geïnfecteerd, zou je kunnen zeggen. In Tours volgde ik een opleiding tot farmaceutisch wetenschapper. Maar toen ik eenmaal leerde hoe fascinerend veelzijdig en onbegrepen virussen zijn, ben ik geswitcht.”

Nu doet hij in zijn eigen Lequime-lab aan de RUG onderzoek naar de evolutie van rna-virussen – waartoe ook SARS-CoV-2 en de andere bovengenoemde virussen horen – én naar de rol van onder andere muggen daarin. „Een virus is een los stukje genetisch materiaal, in de vorm van enkelstrengs of dubbelstrengs dna of rna, dat zich uitsluitend kan vermenigvuldigen in de cellen van levende wezens. Binnen de overkoepelende groep zijn allerlei subgroepen te onderscheiden.”

Zo zijn er binnen de rna-virussen bijvoorbeeld de flavivirussen, die het studieobject vormen van Lequime en zijn collega’s. „De voor mensen ziekteverwekkende varianten worden meestal overgebracht door de beet van een mug of teek en worden om die reden ook wel arbovirussen genoemd – ik weet het, al die termen beginnen je te duizelen. Maar die term staat voor arthropod-borne, dus afkomstig uit geleedpotigen.” Dengue is een flavivirus, net als het westnijlvirus, zika, gele koorts… „Die voorbeelden kennen twee soorten gastheren: muggen én mensen. Al heb je er ook die uitsluitend in insecten voorkomen.”

Het lab van Sebastian Lequime.

Foto’s Jagoda Lasota

Uiteenlopende gastheren

Juist die interactie met heel uiteenlopende gastheren maakt flavivirussen zo boeiend, aldus Lequime. „Jezelf vermeerderen in twee zoogdieren – zeg: een vleermuis en een mens – dat is hierbij vergeleken kinderspel. En zelfs het vogelgriepvirus, dat zowel bij vogels als bij zoogdieren kan voorkomen, heeft het nog relatief makkelijk: dat richt zich tenminste op gewervelden. Maar jezelf repliceren in een mug én een mens? Dat is, als je erover nadenkt, mindblowing. Hoe dat kan begrijpen we nog steeds niet helemaal. Waarschijnlijk is het virus ontstaan in de ongewervelden en zich via dat bloedzuigen ooit ook thuis gaan voelen bij gewervelden. En dan is er nog de vraag waarom muggen zoveel beter tegen dengue kunnen dan wij en de vraag waarom de ene muggensoort effectiever is in het overbrengen dan de andere muggensoort…”

Iets niet weten: dat is voor een onderzoeker naar virusevolutie bijna dagelijkse kost, zegt Lequime. „Neem alleen al de ouderdom van virussen: we hebben geen idee, behalve dat ze héél oud zijn. Er is geen laatste gemeenschappelijke voorouder van virussen aan te wijzen, al die verschillende typen hebben een andere ontstaansgeschiedenis. De flavivirussen ontstonden vermoedelijk ruim 500 miljoen jaar geleden, in een co-evolutie – een wapenwedloop als het ware – met de eerste meercelligen.” En dan is er nog die immer voortdurende discussie of virussen leven. „De meeste biologen zeggen: nee. Maar sommigen zijn van mening dat ze wél leven, omdat ze zich als coherente set genen voortplanten in hun eigen niche: het lichaam van hun gastheer dus. Wijzelf zijn óók een verzameling genen die zich willen voortplanten – lees Richard Dawkins’ The Selfish Gene er maar op na – dus in die zin lijken we op elkaar.”

Hoe onderzoek je de evolutie van iets waarvan je niet eens weet of het leeft, en de ouderdom niet kent? Virussen evolueren snel, honderden keren sneller dan dieren of planten, zegt Lequime. „Dat betekent dat we de evolutie vrijwel in real time kunnen volgen, en dat het verre verleden minder uitmaakt.” Op die manieren proberen hij en zijn collega’s met onder meer labexperimenten, bio-informatica en computermodellen te achterhalen welke factoren meespelen in de virusevolutie. „Bijvoorbeeld of een virus minder snel evolueert in het lichaam van een gastheer als er ook al een ander virus aanwezig is, of als het immuunsysteem onderdrukt is. Maar we kijken ook naar invloeden van buitenaf, zoals de rol van temperatuur. Door de evolutie te bestuderen krijgen we ook meer gedrag in de virusecologie, dus de wisselwerking met hun gastheren. En dat is essentiële informatie als je het risico op een pandemie wil voorspellen of medicijnen wilt ontwikkelen.”

Het virusgenoom is eerder een gedicht dan een complete roman

De snelle evolutie maakt ook dat virussen zich efficiënt kunnen aanpassen aan hun gastheer, zegt Lequime. „Ze hebben een klein genoom, met vaak maar zo’n 11.000 basenparen – dus de letters waarmee de genetische code wordt geschreven. Ter vergelijking: mensen hebben er meer dan 3 miljard. Het virusgenoom is dus eerder een gedicht dan een complete roman. Maar de mutatiesnelheid van hun genen ligt gigantisch hoog, en zo kunnen er snel nieuwe varianten ontstaan.”

Op het bureau van Lequime ligt een blauw, rond knuffeltje: een zacht en aaibaar voorbeeld van een rhinovirus. „Een herinnering dat virussen óveral zijn. In vogels en muggen, in bacteriën, schimmels en planten, in jou en mij…” Naar schatting is 9 procent van onze genen ontstaan uit retrovirussen die zich op een zeker moment aan ons genoom hebben toegevoegd, legt hij uit. „Die zogeheten endogene virale elementen spelen een rol in onze immuunreactie tegen virussen, maar ook de placenta is bijvoorbeeld een product van die virussen. In de vorming van de placenta speelt het eiwit syncytine een cruciale rol, en het gen dat voor dat eiwit codeert komt van een retrovirus.” We zijn hier dankzij virussen, wil Lequime maar zeggen. „Ze zijn drijvende krachten achter de evolutie. Agents of innovation. We zijn ze veel verschuldigd. Er bestaan zelfs theorieën dat seks een reactie is op een wapenwedloop met virussen: door genetische diversiteit zijn populaties minder vatbaar voor infecties.”

Zo kan hij nog wel even doorgaan met positieve voorbeelden. Over de virussen die andere virussen aanvallen bijvoorbeeld, de virofagen. „Die kunnen een gastheer zelfs beschermen tegen een infectie met een ander virus.” Over oceanen, waarin virussen onder andere de algenbloei remmen en voor een optimale nutriëntenkringloop zorgen. Of over het Amerikaanse nationale park Yellowstone, waar de bodemtemperatuur tot wel 55 graden Celsius kan oplopen maar waar virussen ervoor zorgen dat planten en schimmels toch kunnen overleven.

Ook in zijn vrije tijd laat het onderwerp Lequime niet los. „In mijn favoriete videogame, Plague Inc., word je zelf een virus. Een betere manier om je in virussen in te leven is er nauwelijks.”

Foto Jagoda Lasota