ACHTERGROND - Elke week belicht Studium Generale een thema, geïnspireerd door opnames en artikelen uit het archief. Het thema van deze week: mens versus parasiet.
Maart heeft wat weg van oorlogstijd. De overheid adviseert ons binnen te blijven, zeven miljoen mensen kijken naar een tv-toespraak van de minister-president, en grote delen van de economie liggen op haar gat. Alle aandacht gaat naar de essentiële elementen van de maatschappij, met name de zorg draait op volle kracht. We delen onderling voortdurend informatie, maar er heerst verwarring. De vijand, waar is hij? Wat gaat hij doen?
Vanuit het oogpunt van de biologie is de vergelijking met een oorlogssituatie niet zo ongewoon. Een viroloog en een microbioloog zien in de natuur een constante wedloop tussen parasiet en gastheer. De mens is altijd al in een strijd met virussen, bacteriën, schimmels en andere parasieten verwikkeld geweest. Na de pest en de Spaanse griep is het coronavirus een nieuw hoofdstuk in die oorlog. Maar met welke wapens wordt er gevochten? Over welke verdedigingsmechanismen beschikt de mens? En wat is onze meest beloftevolle tactiek voor een overwinning?
Onder onze ogen woedt een oorlog
Een parasiet is een wezen dat overleeft door gebruik te maken van een gastheer, die daar nadeel aan ondervindt. In de natuur houden parasiet en gastheer een constante evolutiewedloop. De gastheer evolueert om zich tegen de parasiet te verdedigen, en de parasiet evolueert om die verdediging te omzeilen. Die wedloop gaat over lijken: wie zich niet aan kan passen sterft. Zo gaat het al bijna zolang er leven is, tussen boom en schimmel, tussen schimmel en bacterie en tussen bacterie en bacteriofaag.
We kennen al een flink aantal van de wapens in die oorlog. Onderdeel van het afweergeschut van planten zijn bijvoorbeeld giftige stoffen zoals alkaloïden. Deze kennen wij als cacao, koffie en thee, maar functioneren bij sommige planten als verdediging tegen schimmels. Schimmels zelf produceren stoffen waar bacteriën niet blij van worden. Een voorbeeld daarvan is penicilline, van de schimmelsoort Penicillium. Veel van deze stoffen zijn de grondslag van onze antibiotica.
Een bacteriofaag, het soort virussen dat bacteriën gebruikt als gastheer, moet zich ook door eenzelfde chemisch mijnenveld manoeuvreren om de bacterie als gastheer te gebruiken. Maar daarnaast moet het ook oppassen dat het niet herkend wordt door de bacterie. Sommige bacteriesoorten zetten namelijk een complex offensief in om het virus onschadelijk te maken. Deze herkent het binnengedrongen virus, maakt het kapot en documenteert daarna in het DNA waaraan het dat virus de volgende keer kan herkennen. Vergelijk het met een aantal wachtposten en een tactical defense unit. (Deze tactiek is dan weer de grondslag van de nieuwe genmodificatietechniek die CRISPR/Cas heet, waarover je hier meer leest.) Het zijn stuk voor stuk biologische uitvindingen in een oorlog tussen parasiet en gastheer.
Het arsenaal van de mens
Het is eigenlijk niet verrassend dat veel van de afweersystemen van de natuur bij ons zo bekend zijn. De mensheid kent vergelijkbare vijanden als de rest van het dieren- en plantenrijk: de bacterie, de schimmel, het virus. Wij hebben hetzelfde soort verdedigingslinies: de chemische stoffen op onze huid en in ons slijm en de afweercellen en antistoffen van ons immuunsysteem, bijvoorbeeld. Wat de mens daarnaast bijzonder weerbaar heeft gemaakt tegen parasieten is de ontwikkeling van ons zorgsysteem. Met de kennis van de natuur ontwikkelden we de medicijnen en vaccins die ons beschermen tegen dodelijke parasieten. Met hygiëneregelingen hielden we de ziektekiemen bovendien ver van ons vandaan.
Tijdens de coronacrisis blijkt opnieuw dat deze wedloop niet pauzeert. Er is geen vredesplan overeengekomen met het pathogeen. Onzichtbaar evolueren virussen en bacteriën door, tot er plots één de kop opsteekt die onze verdedigingslinies stuk voor stuk omzeilen kan, en de wereld op zijn grondvesten doet schudden. Om zulke verrassingsaanvallen tegen te gaan, ontwikkelt onze gezondheidszorg (en ons natuurlijke immuunsysteem trouwens ook) constant door.
Voorbereiding is de beste verdediging
“Dames en heren, ik merkte al snel hoe u ophield met kuchen.” Scheikundige prof. dr. Albert Heck (UU) reageert tijdens een editie van Movies & Science op de Amerikaanse film Contagion (2011). Die begint met een hoestje, maar laat vervolgens zien hoe een virusuitbraak de wereld platlegt. Volgens Heck loopt de mens in de evolutiewedloop altijd een stapje achter. We weten immers niet waar de vijand op zal duiken, en als het gebeurt, kunnen we slechts reageren. Dan delen overheden hun kennis en moeten wetenschappers aan de slag. Zoals ook nu is de reactie het uitvoeren van hygiënemaatregelen en het zoeken naar een vaccin. We staan 1-0 achter. Het virus moet worden ingehaald.
(Lees meer over de film Contagion en Hecks reactie daarop in dit blog.)
Maar die tactiek is niet de enige optie. Emeritus hoogleraar Infectieziekten prof. dr. Roel Coutinho (UU) stelt in een lezing dat de mens de kennis en het vooruitziende vermogen heeft om zich op nieuwe parasieten voor te bereiden. Daardoor kunnen we ze juist een stapje vóór zijn. Coutinho legt uit dat we die voorbereiding niet licht moeten inzien. Vooral het menselijke gedrag blijkt een bemoeilijkende factor in onze strijd tegen infectieziekten. De oorlog is onzichtbaar, dus snel vergeten. Tijdens de MERS-uitbraak werd er nog steeds internationaal gereisd. Ondanks HIV-besmettingen wordt in veel gebieden het gebruik van condooms onchristelijk gevonden.
(Kijk de lezing van Coutinho hier terug of lees het blog.)
Een voorbeeld van goede voorbereiding was zo’n tien jaar geleden. Ten tijde van de Mexicaanse griep in 2009 had Nederland zich voorbereid op een infectieziekte die hier nog afwezig was. De overheid kocht 34 miljoen vaccins. Daarvan bleven er 20 miljoen ongebruikt. Zonde van het geld, werd er gezegd, en de verantwoordelijke minister van Volksgezondheid Ab Klink moest destijds op de blaren zitten. Maar volgens prof. dr. Frank Miedema, immunoloog en oud-decaan Geneeskunde (UU), kochten we met het vaccin het kleine risico af. “Gelukkig gaat het vaak goed, maar als het fout gaat dan hebben we ook echt met z’n allen een groot probleem. En wat doen wij dus met z’n allen? Dat kleine risico op een groot probleem, dat kopen wij af.” Het was dus onterecht dat de aankoop van vaccins achteraf werd gezien als een fout. Het feit dat een pandemie toen zo onvoorstelbaar was zorgde dat de afkoopprijs voor de meeste mensen te hoog leek.
(Luister het betoog van Miedema hier terug.)
De strijd tegen het coronavirus is pas net begonnen. Grote farmaceuten zijn inmiddels begonnen met het ontwikkelen van een vaccin en Nederlandse artsen ontdekten onlangs de antilichamen die mogelijk kunnen leiden tot een medicijn. Maar ook na de coronacrisis zal de oorlog met parasieten niet afgelopen zijn. De zorg zal dus moeten blijven ontwikkelen, de mens zal moeten zoeken naar nieuwe wapens, voorbereidingen zullen moeten worden getroffen.
Dit artikel verscheen eerder bij Studium Generale Utrecht.