virussen

De VirScan meet van honderden virussen de aantallen antilichamen die in het bloedmonster aanwezig zijn. bron: artikel.

Simpele bloedtest vindt alle virusbesmettingen

We staan er zelden bij stil, maar ons immuunsysteem is in feite een geavanceerd informatie-opslagsysteem. Van alle virussen waaraan we blootgesteld zijn geweest, zijn sporen achtergebleven in ons lichaam. Er is nu een bloedtest ontwikkeld, Virscan, waarmee alle 206 bekende ziekteverwekkende virussen op zijn te sporen in een druppel bloed.

Hoe werken antilichamen?
Elke keer als een lichaamsvreemd deeltje ons lichaam binnendringt, komt ons immuunsysteem in actie. Wij merken dat in de vorm van koorts, zwellingen en pusafscheiding. Op microscopische schaal worden er grote hoeveelheden witte bloedcellen aangemaakt, die ziekteverwekkende bacteriën en protozoën opslokken. Virussen zijn te klein, en kunnen door ons lichaam alleen met zogeheten antilichamen worden bestreden. Antilichamen zijn speciale Y-vormige eiwitten (immunoglobulines), die zich specifiek aan één type virus of bacterie binden. Het virus, omringd door de mantel van antilichamen, kan hierdoor geen cellen meer infecteren. Deze worden geproduceerd door T-cellen. Elke groepje T-cellen ‘onthoudt’ één specifiek immunoglobuline, die massaal aan wordt gemaakt als het lichaam weer wordt geteisterd door de ziekteverwekker. Daardoor kunnen we niet een tweede keer door hetzelfde virus ziek worden: immuniteit. Ons bloed bevat een cocktail van antilichamen, elk gericht tegen een specifieke ziekteverwekker.

De VirScan meet van honderden virussen de aantallen antilichamen die in het bloedmonster aanwezig zijn. bron: artikel.
De VirScan meet van honderden virussen de aantallen antilichamen die in het bloedmonster aanwezig zijn. bron: artikel.

206 ziektenverwekkende virussen
Immunoloog Stephen J. Elleridge en een groep onderzoekers van Howard Hughes Medical Institute heeft nu een test ontwikkeld, die de 206 bekende ziektenverwekkende virussen en rond de achthonderd varianten daarvan opspoort.

Elk virus heeft een mantel van eiwitten, die uniek zijn voor dat virus. Ons afweersysteem, en de test, maakt hiervan gebruik. De onderzoekers bouwden de karakteristieke aminozuurvolgordes voor elk virus in de omringende eiwitmantel van bacteriofagen, virussen die bacteriën infecteren.

Voor de antilichamen ‘lijkt’ de faag hiermee op de ziektenverwekker en deze binden zich aan de faag. Dit zorgt voor een verkleuring in de test, waardoor de testafnemer een keurig overzicht heeft van alle virusinfecties waar de patiënt in zijn of haar leven onder heeft geleden.

Elleridge schat dat de test voor rond de 25 Amerikaanse dollar uitgevoerd kan worden. Op dit moment is zelfs een test op één virus vaak duurder. Van veel virussen is bekend dat ze vage klachten, zoals vermoeidheid, kunnen veroorzaken. Elleridge denkt daarom, dat deze test veel virussen als boosdoeners boven water kan halen. Ook bacteriën en protozoa kunnen in toekomstige, uitgebreidere versies van de test boven water worden gehaald.

Helaas is de test nog niet verkrijgbaar, maar slechts voor onderzoeksdoeleinden leverbaar. Angst voor de agressieve Amerikaanse letselschadeadvocaten en de bureaucratie in de gezondheidszorg is hier waarschijnlijk de reden voor. Niettemin is dit een zeer veelbelovende ontwikkeling. Dit zou in principe een uitgebreid testlab overbodig maken en de gezondheidszorg, zeker in armere landen, een sterke boost geven.

Bronnen
Your Viral Infection History from a Single Drop of Blood, Howard Hughes Medical Institute News, 2015
S.J. Elledge et al., Comprehensive serological profiling of human populations using a synthetic human virome, Science, 2015, DOI: 10.1126/science.aaa0698

Een Pandora-virusdeeltje. Let op de karakteristieke kruikvorm. Bron: auteurs publicatie

Nieuw type virus wijst op volkomen nieuw levensdomein

De grootste virussen ooit ontdekt, door de ontdekkers Pandoravirus gedoopt, blijken slechts enkele procenten met het genetische materiaal van alle andere levende organismen op aarde te delen. Waren virussen de voorgangers van het leven?

Mimivirus
Virussen zijn niet in staat zichzelf te delen, maar hebben hierbij de hulp van een gastheer nodig, waarvan ze de cel kapen. Virussen zijn hiermee in feite slechts halflevend. Omdat virussen alleen over een beschermende mantel en DNA (of RNA) hoeven te beschikken, zijn virussen veel kleiner dan bacteriën of grotere organismen. De enige bekende, opvallende, uitzondering tot nu toe bekend is het mimivirus (en het verwante megavirus chilensis). Het mimivirus, dat in zijn eentje een complete groep vormt,  heeft meer weg van een zwervende celkern dan van een virus en besmet de amoebe Acanthamoeba polyphaga. Anders dan alle andere bekende virussen tot nu toe, hebben deze twee virussen geen celkern nodig, waardoor onderzoekers in het veld veronderstellen dat het hier in feite om parasitaire celkernen gaat, m.a.w. een gedegenereerd parasitair organisme. De in Mimivirus gevonden genen komen namelijk qua functie in grote lijnen overeen met genen die ook in andere bekende organismen en virussen zijn gevonden. Ook is de hoeveelheid DNA in Mimivirus en Megavirus vergelijkbaar met die in een bacterie, rond het miljoen baseparen. Het  ontstaan van Mimivirus lijkt hiermee goed te verklaren.

Een Pandora-virusdeeltje. Let op de karakteristieke kruikvorm. Bron: auteurs publicatie
Een Pandora-virusdeeltje. Let op de karakteristieke kruikvorm. Bron: auteurs publicatie

Pandoravirus: onbekend DNA

Een nieuwe ontdekking, door het Franse echtpaar Jean-Michel Claverie / Chantal Abergel en hun medewerkers, bezorgt evolutionair microbiologen nu pas echt hoofdpijn. Het probleem met de twee ontdekte pandoravirussen, Pandoravirus salinensis (ontdekt in Chili) en Pandoravirus dulce (ontdekt in Australië, in, de naam zegt het al, amoeben in zoetwater)  is niet dat ze twee keer zo groot zijn als zelfs het mimi- en megavirus, of dat ze over de dubbele hoeveelheid DNA, 1,9 tot 2,5 miljoen baseparen en rond de 2500 genen, beschikken. Het probleem is dat slechts zes procent van het in Pandoravirus voorkomende DNA overeenkomt met dat van andere organismen. Met andere woorden: Pandoravirus staat geheel buiten de drie bekende levensdomeinen van bacteriën, de bacterieachtige archeae en cellen met een celkern (eukaryoten).

Vierde levensdomein?
Er is slechts een opvallende overeenkomst. De enzymen die Pandoravirus produceert om DNA-strengen te bouwen, DNA polymerase, lijken vrij sterk op dit van mimi- en megavirus. Vandaar dat de ontdekkers van deze virussen voorstellen, net als Caetano-Anollés voor hen[2], om mimi-, mega- en pandoravirus in een nieuw, vierde, levensdomein onder te brengen. Omdat hun DNA structureel afwijkt van dat van bacteriën, archaeae en meercelligen, zou de gemeenschappelijke voorouder van ons met deze virusdeeltjes miljarden jaren in het verleden liggen. Wie weet bieden deze bizarre organismen ons eindelijk een kijk op hoe de eerste cel er uitgezien zou moeten hebben – of misschien waren er wel celkernen voordat er cellen waren en vormde de aarde één superorganisme.

Lees ook

Dankzij virussen een celkern?
‘Leven begon als organisme zo groot als de aarde’

Bron

Nadège Philippe, Matthieu Legendre, Gabriel Doutre, et al, Pandoraviruses: Amoeba Viruses with Genomes Up to 2.5 Mb Reaching That of Parasitic Eukaryotes”, Science 341 (6143): 281–286 (2013). doi:10.1126/science.1239181
Gustavo Caetano-Anollés et al, Giant Viruses Coexisted With the Cellular Ancestors and Represent a Distinct Supergroup Along With Superkingdoms Archaea, Bacteria and Eukarya, BMC Evolutionary Biology (2011)