Waarom dragen vleermuizen zoveel virussen? - Onze wereld en evolutie
door Guusje Hoek · Gepubliceerd 17 oktober 2020 · Bijgewerkt 2 september 2021
Het coronavirus is afkomstig van de vleermuis. Maar dat is niet het enige virus dat hij naar de mens heeft overgebracht. Vleermuizen dragen veel virussen bij zich omdat ze een speciaal immuunsysteem hebben waardoor ze virussen beter tolereren. Maar dat maakt de virussen ook gevaarlijker. Ook de populatiegrootten en diversiteit van de vliegende zoogdieren zorgt voor een grotere kans dat de virussen zich naar andere soorten verplaatsen.
Het is allemaal de schuld van de vleermuis! Dankzij de drager van het SARS-CoV-2 virus is de wereld anno 2020 geraakt door een pandemie. Maar SARS-CoV-2 is niet het enige virus dat het vliegende zoogdier in het verleden bij de mens heeft gebracht. Wat maakt de vleermuis zo gevaarlijk? Waarom dragen vleermuizen zoveel virussen?
Een van de vele virussen afkomstig van vleermuizen was het Hendra virus. Op een raadselachtige manier stierven 13 paarden aan verstikking op een ranch in Hendra, Australië in 1994. Nadat ook een van de trainers van de paarden op een abnormale manier stierf door bloedingen in de longen begon men te onderzoeken wat de oorzaak was. Een tweede uitbraak vond plaats in Mackay, 1000 km ten noorden van Brisbane, waarbij twee paarden en hun eigenaar omkwamen. Het was een raadsel hoe zover weg een tweede uitbraak van het virus kon ontstaan. Uiteindelijk bleek dat de paarden besmet raakten door de uitwerpselen van de vleermuizen. De paarden besmetten daarna weer hun verzorgers.
Maar het Hendra virus is niet het enige virus dat (via andere dieren) naar de mens is overgelopen. De vleermuis heeft nog meer virussen over gebracht. Veel van de vleermuisvirussen springen via een dierlijke tussenpersoon naar de mens. SARS kwam bij mensen van vleermuizen via de Aziatische loewak; MERS via kamelen; ebola via gorilla's en chimpansees; Nipah via varkens; rabiës(hondsdolheid) direct van de vleermuis of via andere zoogdieren; Hendra dus via paarden en marburg via de Afrikaanse groene meerkatten. En anno 2020 zitten we met een pandemie veroorzaakt door het virus SARS-CoV-2 dat ook van vleermuizen komt. Maar wat maakt de vleermuis zo gevaarlijk?
Vleermuizen zijn een van de oudste zoogdieren op aarde, waardoor ze veel tijd hebben gehad om te evolueren en veel verschillende soorten te vormen. Er bestaan meer dan 1000 soorten. Ze leven relatief lang voor hun grootte (Sommige soorten worden 40 jaar) en ze hebben een enorm goed imuunsysteem. Een nieuwe studie van de University of California, Berkeley, stelt vast dat die felle immuunrespons van vleermuizen virussen ertoe kan aanzetten om sneller te muteren en repliceren. Wanneer ze dan op zoogdieren met een gemiddeld immuunsysteem springen, zoals mensen, kunnen de virussen dodelijke schade aanrichten.
Als enig vliegend zoogdier verhogen vleermuizen hun stofwisselingssnelheid tijdens de vlucht tot een niveau dat verdubbelt ten opzichte van die van knaagdieren van vergelijkbare grootte tijdens het rennen. Dat leidt volgens de onderzoekers tot grotere weefselschade als gevolg van reactieve moleculen. Vleermuizen hebben door evolutie mechanismen ontwikkeld om hier mee om te gaan en die moleculen op te ruimen. Daardoor hebben ze een ander voordeel, namelijk het afzwakken van ontstekingen die verband houden met een antivirale immuunrespons.
Als we geïnfecteerd raken met een virus, ontwikkelen we koorts en ontstekingen. Het doel daarvan is om het virus te doden en de infectie te bestrijden, maar het kan ook een vernietigende reactie zijn als onze lichamen te sterk op een virus reageren. Vleermuizen overkomt dat dus niet. Hun immuunsysteem houdt het virus onder controle, zonder dat daar heftige ontstekingsreacties bij komen kijken.
Cara Brook, ecoloog en auteur van de studie heeft een onderzoek gedaan, waarbij ze cellen van twee vleermuizen en een aap infecteerde met een virus. De cellen van de aap werden snel gedood door het virus, terwijl de cellen van de vleermuizen zich met succes wisten af te schermen. Brook vertelt tegen Berkeley news dat je de gastcellen en de virussen van de vleermuis moet zien als een brand. "Denk aan virussen op een cellaag als een vuur dat door een bos brandt. Sommige gemeenschappen – cellen – hebben nooddekens en het vuur laait over ze heen zonder hen te schaden, maar aan het eind van de dag heb je nog steeds smeulende kolen in het systeem – er zijn enkele geinfecteerde cellen." De overlevende cellen kunnen zich weer vermeerderen en vormen weer nieuwe doelwitten voor het virus. Zo heb je een smeulende infectie die gedurende de hele levensduur van de vleermuis aanhoudt.
Het virus en de cellen zijn dus voortdurend in een evolutionaire wedstrijd verwikkeld. Het immuunsysteem van de vleermuis is voortdurend bezig om zich tegen virussen te verdedigen. Dat moedigt de virussen weer aan om zich sneller binnen een gastheer te vermenigvuldigen en te muteren voordat een verdediging kan worden opgezet. Dit maakt vleermuizen tot een uniek reservoir van zeer overdraagbare virussen. Zo blijken bijvoorbeeld coronavirussen en vleermuizen al miljoenen jaren samen op te trekken. Hoewel de vleermuizen virussen kunnen verdragen, overweldigen de virussen snel hun nieuwe gastheren wanneer deze vleermuisvirussen zich verplaatsen naar dieren die geen snel reagerend immuunsysteem hebben, zoals de mens, wat leidt tot hoge sterftecijfers.
Lange levensduur en grote populaties
Het unieke immuunsysteem van de vleermuis verklaart ook de relatief lange levensduur van de vleermuis."Kleinere dieren met een snellere hartslag en metabolisme hebben doorgaans een kortere levensduur dan grotere dieren met een langzamere hartslag en een langzamer metabolisme, vermoedelijk omdat een hoog metabolisme leidt tot meer destructieve vrije radicalen. Maar vleermuizen zijn uniek omdat ze door hun speciale immuunsysteem een veel langere levensduur hebben dan andere zoogdieren van dezelfde grootte. Sommige vleermuizen kunnen 40 jaar oud worden, terwijl een knaagdier van dezelfde grootte twee jaar kan leven", schrijft Brook. Daardoor hebben vleermuizen ook meer tijd om virussen op te lopen.
Vleermuizen worden oud, hebben een groot geografisch leefgebied, een divers eetpatroon en verschillen in sociaal gedrag. Deze diversiteit zorgt ervoor dat ze dus veel verschillende virussen oplopen en kunnen verspreiden. Maar dat is niet het enige volgens Edward Holmes, hoogleraar biologie aan de Universiteit van Sydney. "We weten dat de grootte en de dichtheid van de gastheerpopulatie erg belangrijk zijn om te bepalen hoeveel virussen ze hebben,". Vleermuizen hebben een voorliefde voor het dragen van veel verschillende virussen, maar dat verklaart gedeeltelijk waarom ze gevaarlijk zijn omdat "er ontzettend veel vleermuizen zijn." Met zulke grote populaties lopen ze alleen meer kans om virussen op te lopen. "Een heel eenvoudige regel van ecologie is: hoe meer gastheren er zijn, hoe meer virussen ze kunnen oplopen", zei Holmes. "De kans dat een virus een gevoelige gastheer vindt, is gewoon groter."
De meeste virussen van vleermuizen zijn dus zeer dodelijk en besmettelijk door de aanpassing van het virus aan een bijzonder immuunsysteem van de vleermuis en de grote populaties van de dieren. Gelukkig is het COVID-19 virus minder dodelijk. Zo is het sterftecijfer voor de mens van SARS 11%, van Mers 34%, van Ebola 50%, van Hendra 57%, en van Rabies bijna 100% (als onbehandeld). Het sterftecijfer van COVID-19 is tot nu toe 'maar' ongeveer 3-4%. Het kan dus altijd erger zou je denken. Helaas is COVID-19 wel veel besmettelijker, waardoor ondanks het lagere sterftecijfer het totale aantal sterfgevallen door COVID-19 dus veel groter is dan dat van bijvoorbeeld SARS of MERS. En wie weet wat de vleermuis met zijn virussen nog meer voor ons in petto heeft.
Wil je meer weten over hoe het Coronavirus muteert: Zie mijn bericht Hoe muteert het coronavirus. Wil je meer weten over infectieziektes die van dier op mens kunnen overgaan (zoönosen genoemd) zie dan mijn bericht Coronavirus; weer een nieuwe zoönose.