Wetenschappers namen samenzweringstheorieën over de oorsprong van SARS-CoV-2 serieus en ontkrachtten ze
Het gerucht ging dat het SARS-CoV-2-virus (te zien in dit transmissie-elektronenmicroscoopbeeld van een virus dat is geïsoleerd van een Amerikaanse patiënt) dat COVID-19 veroorzaakt, door mensen is gemaakt, maar wetenschappers hebben die theorie nu ontkracht.
De coronavirus-pandemie die de wereld omcirkelt, wordt veroorzaakt door een natuurlijk virus, niet een virus dat in een laboratorium is gemaakt, zegt een nieuwe studie.
Uit de genetische samenstelling van het virus blijkt dat SARS-CoV-2 geen mengelmoes van bekende virussen is, zoals te verwachten was als het door mensen gemaakt was. En het heeft ongebruikelijke kenmerken die pas onlangs zijn geïdentificeerd in geschubde miereneters, pangolins genaamd, een bewijs dat het virus uit de natuur kwam, rapporteren Kristian Andersen en zijn collega’s op 17 maart in Nature Medicine.
Toen Andersen, een onderzoeker naar infectieziekten aan het Scripps Research Institute in La Jolla, Californië, voor het eerst hoorde over het coronavirus dat een uitbraak in China veroorzaakte, vroeg hij zich af waar het virus vandaan kwam. Aanvankelijk dachten onderzoekers dat het virus werd verspreid door herhaalde infecties die van dieren op een vismarkt in Wuhan, China naar de mens sprongen en vervolgens van persoon tot persoon werden doorgegeven. Analyse van andere onderzoekers heeft sindsdien gesuggereerd dat het virus waarschijnlijk maar één keer van een dier in een persoon is gesprongen en sinds half november van mens op mens is verspreid (SN: 3/4/20).
Maar kort nadat de genetische opmaak van het virus begin januari was onthuld, begonnen er geruchten op te duiken dat het virus misschien in een laboratorium was ontwikkeld en opzettelijk of per ongeluk werd vrijgegeven.
Een ongelukkig toeval voedde complottheoretici, zegt Robert Garry, viroloog aan de Tulane University in New Orleans. Het Wuhan Instituut voor Virologie bevindt zich ‘zeer dicht bij’ de markt voor zeevruchten en heeft onderzoek gedaan naar virussen, waaronder coronavirussen, die worden aangetroffen bij vleermuizen die mogelijk ziekten bij mensen kunnen veroorzaken. ‘Dat bracht mensen ertoe te denken dat het ontsnapte en door de riolering liep, of dat iemand hun lab verliet en naar de markt ging of zoiets’, zegt Garry.
Per ongeluk vrijkomen van virussen, waaronder SARS, is in het verleden in andere laboratoria gebeurd. Dus “dit kun je niet zomaar uit de hand doen”, zegt Andersen. ‘Dat zou dom zijn.’
Op zoek naar aanwijzingen
Andersen stelde een team van evolutionaire biologen en virologen, waaronder Garry, uit verschillende landen samen om het virus te analyseren op aanwijzingen dat het door mensen gemaakt zou kunnen zijn, of dat het in een laboratorium was opgegroeid en per ongeluk was vrijgelaten.
“We zeiden: ‘Laten we deze theorie – waarvan er meerdere verschillende versies zijn – nemen dat het virus een niet-natuurlijke oorsprong heeft … als een serieuze potentiële hypothese’, ‘zegt Andersen.
Bijeenkomst via Slack en andere virtuele portals, analyseerden de onderzoekers de genetische samenstelling van het virus, of RNA-sequentie, voor aanwijzingen over de oorsprong ervan.
Het was ‘bijna van de ene dag op de andere’ duidelijk dat het virus niet door mensen is gemaakt, zegt Andersen. Iedereen die een virus hoopt te maken, zou met reeds bekende virussen moeten werken en ze moeten ontwikkelen om de gewenste eigenschappen te hebben.
Maar het SARS-CoV-2-virus heeft componenten die verschillen van die van eerder bekende virussen, dus ze moesten afkomstig zijn van een onbekend virus of van nature virussen. “Genetische gegevens tonen dat onweerlegbaar aan SARS-CoV-2 is niet afgeleid van een eerder gebruikte virusruggengraat ”, schrijven Andersen en collega’s in het onderzoek.
‘Dit is geen virus dat iemand zou hebben bedacht en samen had geplakt. Het heeft te veel verschillende kenmerken, waarvan sommige contra-intuïtief zijn ‘, zegt Garry. ‘Je zou dit niet doen als je een dodelijker virus probeert te maken.’
Andere wetenschappers zijn het daarmee eens. “We zien absoluut geen bewijs dat het virus is ontworpen of met opzet is vrijgegeven”, zegt Emma Hodcroft, een moleculair epidemioloog aan de Universiteit van Bazel in Zwitserland. Ze maakte geen deel uit van de groep van Andersen, maar maakt deel uit van een team van wetenschappers met Nextstrain.org dat is het volgen van kleine genetische veranderingen in het coronavirus om meer te leren over hoe het zich over de wereld verspreidt.
Die bevinding ontkracht een breed omstreden analyse, gepost op bioRxiv.org vóór peer review, die beweerde stukjes HIV te vinden in het coronavirus, zegt Hodcroft. Andere wetenschappers wezen snel op tekortkomingen in de studie en de auteurs trokken het rapport in, maar niet voordat het de gedachte voedde dat het virus was ontwikkeld.
Sommige delen van het genetische materiaal van het virus lijken op HIV, maar dat is iets dat voortkomt uit die virussen die tijdens de evolutie een gemeenschappelijke voorouder delen, zegt Hodcroft. ‘In wezen was hun bewering hetzelfde als ik een kopie van de Odyssey
en zei: ‘Oh, dit heeft het woord de
erin, ‘en dan een ander boek openen, het woord ziend de erin en zeggend: ‘Oh mijn god, het is hetzelfde woord, er moeten delen van zijn Odyssey in dit andere boek, ‘zegt ze. ‘Het was een heel misleidende bewering en een heel slechte wetenschap.’
Bijzondere kenmerken vinden
De groep van Andersen ging vervolgens op zoek om te bepalen of het virus per ongeluk uit een laboratorium was vrijgekomen. Dat is een reële mogelijkheid, omdat onderzoekers op veel plaatsen werken met coronavirussen die de mens kunnen infecteren, zegt hij. ‘Dingen komen soms, bijna altijd per ongeluk, uit het laboratorium’, zegt hij.
Een paar onverwachte kenmerken van het virus trokken de aandacht van de onderzoekers, zegt Andersen. In het bijzonder bevat het gen dat codeert voor het spike-eiwit van het coronavirus 12 extra RNA-bouwstenen of nucleotiden erin.
Dit spike-eiwit steekt uit het oppervlak van het virus en zorgt ervoor dat het virus kan vastklikken en menselijke cellen kan binnendringen. Die invoeging van RNA-bouwstenen voegt vier aminozuren toe aan het piekeiwit en creëert een plaats in het eiwit voor een enzym genaamd furine om te knippen. Furine wordt gemaakt in menselijke cellen en splijt eiwitten alleen op plaatsen waar een bepaalde combinatie van aminozuren wordt aangetroffen, zoals de combinatie die door het inbrengen wordt gecreëerd. SARS en andere SARS-achtige virussen hebben die knipsites niet.
Het vinden van de furin-snijplaats was een verrassing: “Dat was een aha-moment en een uh-oh-moment”, zegt Garry. Wanneer vogelgriepvirussen het vermogen verwerven om door furine te worden gesneden, worden de virussen vaak gemakkelijker overdraagbaar. De invoeging creëerde ook plaatsen waar suikermoleculen aan het spike-eiwit konden worden vastgemaakt, waardoor een schild werd gecreëerd om het virus tegen het immuunsysteem te beschermen.
Het spike-eiwit van het COVID-19-virus bindt ook sterker aan een eiwit op menselijke cellen, ACE2 genaamd, dan SARS (SN: 10-10-20). Door een sterkere binding kan SARS-CoV-2 cellen gemakkelijker infecteren. Samen kunnen deze functies verklaren waarom COVID-19 zo besmettelijk is (SN: 13-3-20).
‘Het is heel bijzonder, deze twee kenmerken’, zegt Andersen. ‘Hoe kunnen we uitleggen hoe dit tot stand is gekomen? Ik moet eerlijk zijn. Ik was sceptisch [that
it was natural]. Dit kan zijn gebeurd in de weefselkweek ”in een laboratorium, waar virussen mutaties kunnen oplopen omdat ze zich vaak vermenigvuldigen in laboratoriumschotels. In de natuur kunnen virussen die sommige van die mutaties bevatten, door natuurlijke selectie worden uitgewist, maar ze kunnen blijven bestaan in laboratoriumschotels waar zelfs zwakke virussen niet hard hoeven te vechten om te overleven.
Kliniek voor de natuur
Maar toen vergeleken de onderzoekers SARS-CoV-2 met andere coronavirussen die recentelijk in de natuur werden aangetroffen, waaronder vleermuizen en schubdieren. “Het lijkt erop dat SARS-CoV-2 een mix kan zijn van vleermuis- en pangolinevirussen”, zegt Garry.
Virussen, vooral RNA-virussen zoals coronavirussen, wisselen vaak genen in de natuur uit. Het vinden van genen die verband houden met de pangolinevirussen was vooral geruststellend omdat de genetische samenstelling van die virussen pas bekend was na de ontdekking van SARS-CoV-2, waardoor het onwaarschijnlijk was dat iemand met hen in een laboratorium werkte, zegt hij.
In het bijzonder hebben pangolines ook de aminozuren die de sterke binding van het spike-eiwit aan ACE2 veroorzaken, ontdekte het team. ‘Het is dus duidelijk dat dit in de natuur kan gebeuren’, zegt Andersen. ‘Ik dacht dat dat een heel belangrijke aanwijzing was. Het laat zien dat er geen mysterie is over de nauwere binding met de mens [protein] omdat pangolins het ook doen. ‘
De suikeraanhechtingssites waren een andere aanwijzing dat het virus natuurlijk is, zegt Andersen. De suikers vormen een ‘mucineschild’ dat het virus beschermt tegen een aanval van het immuunsysteem. Maar laboratoriumweefselkweekschalen hebben geen immuunsysteem, waardoor het onwaarschijnlijk is dat een dergelijke aanpassing zou ontstaan door het kweken van het virus in een laboratorium. ‘Dat verklaarde de weefselkweekhypothese weg’, zegt hij.
Overeenstemming van SARS-CoV-2 met vleermuis- en pangolinevirussen is een van de beste bewijzen dat het virus natuurlijk is, zegt Hodcroft. ‘Dit was gewoon weer een overloop van dieren op mensen’, zegt ze. ‘Het is echt de eenvoudigste verklaring voor wat we zien.’ Onderzoekers weten nog steeds niet precies welk dier de bron was.
Andersen zegt dat de analyse de complottheorieën waarschijnlijk niet zal laten rusten. Toch vindt hij de analyse de moeite waard. “In het begin was ik zelf sceptisch en ik bleef heen en weer bladeren”, zegt Andersen, maar hij is nu overtuigd. ‘Alle gegevens laten zien dat het natuurlijk is.’
