© Pixabay

Virussen zijn bouwstenen van het leven. Ze hebben de menselijke evolutie mogelijk gemaakt. Maar ze kunnen ons ook ziek maken. “Als virussen mensen ziek maken, zijn ze daar meestal zelf verantwoordelijk voor. Omdat ze het evenwicht hebben verstoord”, zo stelt de Zwitserse viroloog Karin Moelling.

Moelling is een gerenommeerd en internationaal bekend viroloog. Zij heeft met name belangrijke bijdragen geleverd aan het aids- en kankeronderzoek en is diverse malen onderscheiden voor haar levenswerk. Ze is nog steeds gefascineerd door het onderwerp van haar onderzoek. Moelling (77) was vanaf 1993 hoogleraar virologie en directeur van het Instituut voor Medische Virologie aan de Universiteit van Zürich en ging in 2008 met emeritaat. Maar ze is ‘de hele dag en zonder onderbreking’ , zoals ze zelf zegt, blijven werken.

‘Er zijn meer virussen dan sterren aan de hemel. Er is geen enkele soort in deze hele wereld waar geen virussen voorkomen. Ze zijn overal. In elk levend ding, in de lucht, in de aarde, in de zee.

In haar boek ‘Superpower of Life. Journeys into the amazing world of viruses’, legt Moelling uit hoe belangrijk virussen zijn en dat we er niet bang voor hoeven te zijn. Dat geldt ook voor de coronavirussen. Virussen vormen de grootste biologische populatie. Het is bekend dat ze over de hele wereld verspreid zijn, dat ze oceanen, flora, fauna en ook mensen koloniseren. Maar virussen staan veel dichter bij ons dan we denken. In 2001 publiceerde het tijdschrift Nature een langverwachte publicatie. Men was erin geslaagd het menselijk genoom te ontcijferen. En wat werd er gevonden, tot ieders verbazing? Virussen! Het menselijk genoom bestaat voor minstens 50 procent uit virussen, voormalige virussen en virusachtige elementen. “Het is wel een schatting. Het zou veel meer kunnen zijn,” zegt Karin Moelling.

En het geldt niet alleen voor mensen. Het DNA van alle levende wezens op deze planeet bevat delen van virussen. Hoe is dat mogelijk? Zijn de virussen dan onze voorouders? Dat virussen de oorsprong van het leven zijn, is nog steeds een hypothese. Een hypothese die Dr. Moelling sterk ondersteunt. Zij staat daarin niet alleen. Maar er zijn ook wetenschappers die stellen dat bacteriën de eerste levende wezens waren. Zij beroepen zich op het feit dat virussen zich niet zelfstandig kunnen reproduceren. Ze hebben hiervoor een gastheercel nodig. Dit geldt in ieder geval voor de virussen die in deze tijd worden aangetroffen. Miljarden jaren geleden zou dit heel anders kunnen zijn.

Virus en gastheer

De relatie tussen virus en gastheercel kan sterk variëren. Van de vernietiging van de cel, tot vreedzame coëxistentie met wederzijds voordeel. Virussen kunnen in een cel inactief blijven. Ze vermenigvuldigen zich dan door de natuurlijke deling van de gastheercel. Ze beschadigen de gastheer niet in het proces. Ze kunnen echter ook hun eigen DNA inbrengen. Als dat gebeurt, worden ze van generatie op generatie doorgegeven. Bepaalde mechanismen kunnen de virussen reactiveren en ervoor zorgen dat ze zich in de cellen vermenigvuldigen. Of, eenmaal in het DNA van de gastheer opgenomen, blijven ze in het genoom voor alle toekomstige generaties. Dit proces wordt endogenisatie genoemd. Het is waarschijnlijk verantwoordelijk voor het feit dat ons DNA en het DNA van alle levende organismen een groot deel van het virale DNA bevat.

We zijn gemaakt van virussen. Maar dat moet ons niet bang maken. Integendeel. De constante veranderingen die virussen hebben veroorzaakt en nog steeds veroorzaken in onze genetische samenstelling maken deel uit van onze evolutionaire geschiedenis, onze incarnatie. Karin Moelling zegt: “Virussen zijn de motor van de evolutie.”

Leren van virussen

Moelling geeft twee opvallende voorbeelden van wat we hebben geleerd van virussen. Het eerste betreft ons immuunsysteem. Wanneer virussen een cel hebben geïnfecteerd, dulden ze daar geen concurrentie. Zelfs niet van hun eigen soort. Ze verdedigen hun gastheercel tegen andere indringers. Ze laten ze niet binnen of vernietigen die. Het beschermt ons tegen verdere besmetting. Wanneer ze endogeen zijn, d.w.z. zich in ons genoom hebben ingebed, wordt dit mechanisme onderdeel van ons immuunsysteem. Virussen verdedigen ons. Tegen andere virussen, maar ook tegen bacteriën. Waarschijnlijk zijn alle bekende immuunsystemen gebouwd door virussen.

Een tweede voorbeeld betreft de menselijke voortplanting. Virussen hebben niet alleen ons immuunsysteem gecreëerd. Er zijn ook virussen die het vermogen hebben om ons immuunsysteem en daarmee de bescherming tegen vreemde cellen gedeeltelijk uit te schakelen. Daarom hoeven we geen eieren te leggen of ons nageslacht in een soort kangoeroezak te dragen. Door de veroorzaakte immuuntolerantie wordt het embryo niet afgestoten door het lichaam van de moeder en kan het zich in het vrouwelijke lichaam ontwikkelen tot aan de geboorte.

Noodzaak is de moeder van de uitvinding

Hoe zag het evolutionaire ontwikkelingshulpmiddel van virussen eruit? Evolutie betekent niet noodzakelijkerwijs een hogere ontwikkeling of toename in complexiteit. Het kan ook in de omgekeerde richting gaan. Van gecompliceerd naar eenvoudig. Als je bepaalde virussen ideale leefomstandigheden geeft, worden ze vereenvoudigd tot de essentie van het leven: het vermogen om zich voort te planten. Dit is ook een principe van het leven. Maar wij mensen hebben nooit ideale levensomstandigheden gehad. Integendeel, we hebben voortdurend talloze uitdagingen moeten aangaan en ons moeten aanpassen aan omstandigheden om als soort te kunnen overleven. Virussen hebben dit mogelijk gemaakt door voortdurend veranderingen in ons DNA te veroorzaken, die uiteindelijk leiden tot nieuwe overlevingsstrategieën. De tienduizenden jaren geschiedenis van de gemeenschap van mensen en virussen is in onze genen gegrift.

Een virale ziekte is een grote innovatieboost voor het genoom, waarbij in één keer een set genen wordt toegevoegd aan het bestaande genoom. Dat brengt nieuwe dingen met zich mee. Vooral omdat virussen uitstekende uitvinders zijn.

Verstoorde balansen

Goede virussen? Slechte virussen? Geen van beide. Enerzijds zijn virussen de motor van onze evolutie. Aan de andere kant behoren infectieziekten, zowel bacteriële als virale, wereldwijd tot de belangrijkste doodsoorzaken. Maar het feit dat een virus gevaarlijk wordt voor zijn gastheer, is meestal te wijten aan een verstoord natuurlijk evenwicht. Een voorbeeld hiervan zijn de oceanen. Veel algen bevatten virussen. Als ze zich te veel vermenigvuldigen, worden de virussen in hen geactiveerd. Daardoor sterven algen af waardoor er een einde komt aan de algenplaag. De vrijgekomen componenten van de algen dienen weer als voeding voor andere micro-organismen. “Deze virussen controleren dus de populatiedynamiek van de algen. Algen en virussen zijn al miljarden jaren op elkaar ingespeeld.”

Er zijn talloze soorten virussen in de mens die tot ons microbioom behoren; het geheel van onze natuurlijke micro-organismen. Maar er zijn ook pathogene, d.w.z. potentieel ziekteverwekkende virussen in ons, zonder dat we het merken. Ze worden alleen onder bepaalde voorwaarden actief. Een bekend voorbeeld is het herpesvirus, dat veel mensen in zich dragen. Alleen in stressvolle situaties wordt het actief en toont het zijn onaangename verschijning in de vorm van blaren op de lippen. We worden niet alleen ziek door een infectie, maar ook als we overwerkt zijn, onderkoeld zijn, of onze balans verliezen.

Reddende virussen

Karin Moelling heeft haar focus nu verlegd naar multiresistente kiemen. Deze zijn een zeer groot probleem, vooral in ziekenhuizen. Elk jaar sterven duizenden mensen door deze zogenaamde ziekenhuisbacterie. Dit wordt veroorzaakt door het veelvuldige en onnodige gebruik van antibiotica. Maar ook antibiotica in veevoer en een gebrek aan hygiëne in ziekenhuizen maken deel uit van het probleem. Er is een natuurlijke remedie die gebruikt kan worden om bacteriën die ziekte veroorzaken te bestrijden. En dat zijn virussen.

Bacteriën worden ook aangevallen door virussen. Dat zijn de zogenaamde fagen. De ontdekking van fagen gaat terug tot 1917. Een paar jaar later kwam penicilline in gebruik en werd dit middel ingezet in de strijd tegen bacteriële ziekten. Maar nu kunnen juist de bacteriofagen levensreddend zijn. In samenwerking met een internationale onderzoeksgroep ontwikkelt Karin Moelling momenteel een passende therapie. Haar nieuwe boek over dit onderwerp is bijna klaar.

Luchtvervuiling draagt mogelijk bij aan het succes van virussen

Dr. Moelling wil niet speculeren over mogelijke oorzaken van de toename van epidemieën in onze tijd. Of er echt sprake is van een toename, is volgens haar nog niet duidelijk. Maar ze wijst er wel op dat virussen ideale verspreidingsmogelijkheden vinden dankzij de bevolkingsdichtheid in grote steden en de enorme mobiliteit. De afstanden van het virus tot de gastheer zijn extreem kort. Onze tegenmaatregelen zijn er dan ook op gericht door het sociale isolement hen de pas af te snijden. Milieufactoren zoals luchtvervuiling zouden een extra factor kunnen zijn in het ‘succes’ van coronavirussen. Nu zullen en kunnen we onze steden niet ontvolken. Globalisering en mobiliteit kunnen niet gemakkelijk worden teruggedraaid. Er moeten andere oplossingen worden gevonden. Mensen moeten weer iets bedenken. In de loop van de evolutie heeft het leven gelukkig bewezen zeer veerkrachtig te zijn.

Deze tekst is gebaseerd op een interview met Moelling en het boek “Supermacht des Lebens” van Karin Moelling. Reist in de wondere wereld van de virussen”, uitgebracht in 2015 door uitgeverij C.H.Beck Verlag.

Word lid!

Op Innovation Origins lees je elke dag het laatste nieuws over de wereld van innovatie. Dat willen we ook zo houden, maar dat kunnen wij niet alleen! Geniet je van onze artikelen en wil je onafhankelijke journalistiek steunen? Word dan lid en lees onze verhalen gegarandeerd reclamevrij.

Over de auteur