Virologen van het Erasmus MC in Rotterdam zijn erin geslaagd om een ‘universeel’ vogelgriepvaccin te ontwerpen. In tegenstelling tot alle andere vaccins tegen vogelgriep beschermt het vaccin van het Erasmus MC niet tegen één variant, maar tegen een grote verscheidenheid aan varianten. Dat blijkt uit een onderzoek waarin het vaccin werd getest op fretten. De resultaten zijn deze woensdag verschenen in Nature. De vervolgstudie, waarbij de veiligheid van het vaccin op mensen wordt getest, is deze zomer van start gegaan.
Moleculair viroloog en hoofdonderzoeker Mathilde Richard noemt de publicatie een „grote mijlpaal” in een onderzoek dat meer dan tien jaar heeft geduurd. Dat komt mede door een zeer complexe techniek die werd gebruikt, zogenoemde antigeencartografie. De onderzoeksgroep maakte een digitaal driedimensionaal model om alle tot nu toe bekende varianten van de vogelgriep, ook wel H5 genoemd, in kaart te brengen. „Er bestond geen wereldwijd overzicht van welke mutaties het virus door de jaren heen wereldwijd heeft ondergaan”, zegt Richard. „Met dit model kunnen we precies zien op welke manieren alle bestaande varianten van elkaar verschillen.”
Zonnestelsel
Het resultaat is een digitaal model dat lijkt op een soort zonnestelsel, met een middelpunt en daaromheen varianten van het virus. Hoe verder de varianten van elkaar verwijderd zijn, hoe meer mutaties er hebben plaatsgevonden en hoe minder verwantschap er dus is. „We kwamen zo op het idee om een vaccin te ontwerpen dat zich richt op het midden van dat zonnestelsel. Geef je dat vaccin aan een dier dat later besmet wordt met één van de varianten die zich helemaal aan de buitenkant van het model bevinden, dan blijkt het daartegen ook te beschermen”, aldus Richard.
De fretten in de studie kregen het ‘universele’ vaccin, en werden daarna blootgesteld aan twee subtypen van het vogelgriepvirus die zeer van elkaar verschillen. Het vaccin wekte bij de dieren een immuunrespons op voor bijna alle varianten in het model. De fretten werden niet ziek en het vaccin zorgde ervoor dat het virus zich buiten de luchtwegen niet kon vermenigvuldigen.
Het vogelgriepvirus is volgens deskundigen een reële kandidaat voor een nieuwe pandemie. Het virus is tot nu toe niet op grote schaal overgesprongen naar mensen, maar muteert al wel zo’n dertig jaar zodanig dat steeds makkelijker verschillende zoogdieren ziek worden en zelfs doodgaan aan de gevolgen van het virus. Besmettingen bleven lange tijd beperkt tot pluimvee, maar inmiddels is het virus vastgesteld in onder meer vossen, grizzlyberen, zeehonden en sinds twee jaar in melkkoeien in de Verenigde Staten.
Lees ook
Kan de vogelgriep de volgende pandemie veroorzaken? En vijf andere vragen over deze besmettelijke ziekte
48 verschillende vaccins
Mensen kunnen het virus (nog) niet aan elkaar overdragen, maar dieren kunnen mensen wel ziek maken. Sinds 2003 raakten voor zover bekend wereldwijd bijna 1.000 mensen besmet met vogelgriep, van wie de helft is overleden. Volgens deskundigen is dat het topje van de ijsberg, omdat alleen ernstig zieke mensen zich melden. Op welke schaal het virus overspringt van dieren op mensen is dus niet helemaal duidelijk, en juist dat baart virologen en epidemiologen zorgen. Het virus heeft maar een paar mutaties nodig om pandemisch te worden in mensen, enkele van die mutaties zijn al vastgesteld.
Over de hele wereld wordt daarom gezocht naar goedwerkende vaccins. „Als ergens ter wereld een nieuwe variant uitbreekt, wordt daar nu steeds een nieuw kandidaat-vaccin voor ontwikkeld”, zegt Richard. Zo komt het dat de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) op dit moment 48 verschillende kandidaat-vaccins heeft geregistreerd. „Maar tegen de tijd dat zo’n vaccin af is en over de hele wereld uitgerold, is het virus vaak alweer verder gemuteerd. Die strategie is dus niet houdbaar op de lange termijn. Bovendien weet je nooit zeker welke variant uiteindelijk een pandemie kan veroorzaken. Een vaccin speciaal gericht op de ene variant, zal niet werken voor een andere variant. Ons ‘universele’ vaccin is daar mogelijk een antwoord op.”
‘Nieuwe’ variant al 10 jaar oud
Waarom wetenschappers daar niet eerder op kwamen? Het 3D-model dat de onderzoekers hebben gemaakt, samen met wetenschappers van de universiteit van Cambridge, schijnt volgens Richard een nieuw licht op hoe het vogelgriepvirus evolueert. „Lange tijd dachten we dat de varianten die zouden ontstaan na mutatie steeds verder van elkaar verwijderd zouden raken, en dus steeds minder op elkaar zouden lijken, zoals een zonnestelsel dat blijft uitdijen”, zegt Richard. „Maar dat bleek niet zo te zijn. In ons model zie je dat vanaf 2010 de ruimte niet veel groter wordt: soms zien we ‘nieuwe’ varianten opduiken, die lijkt op de varianten die tien jaar geleden ook al ergens anders op de wereld zijn opgedoken”.
Volgens Richard heeft dat alles te maken met de manier waarop de vogelgriep wordt verspreid – een groot verschil met hoe een luchtwegvirus, zoals SARS-CoV-2, rondgaat onder mensen. „Als een virus eenmaal pandemisch is, en dus bij mensen over de hele wereld voorkomt, heeft bij een herinfectie bijna iedereen immuniteit voor het virus opgebouwd. Dat is het teken voor het virus om verder te muteren, om aan die immuniteit te ontsnappen. De gemuteerde variant gaat dus steeds minder lijken op het origineel. Dat is ook wat we bij corona zagen.”
Maar bij de vogelgriep werkt dat anders, legt Richard uit. Bij dat virus ontstaat meestal geen groepsimmuniteit. Dat komt onder meer doordat veel dieren in afgesloten groepen bij elkaar leven, bijvoorbeeld in een legbatterij, en zo geen dieren op andere plekken op de wereld kunnen besmetten. Bovendien is de vogelgriep voor veel dieren zó dodelijk, zegt Richard, dat zij massaal sterven voordat ze het virus kunnen verspreiden. Een mutatie die optreedt in een legbatterij in de Verenigde Staten kan een paar jaar later opnieuw ontstaan in Spanje. „Uit ons model blijkt dat de varianten die we kennen meer op elkaar lijken dan we dachten. Zo ontstond het idee van een universeel vaccin.”
Het vaccin van het Erasmus MC zou volgens de onderzoekers gebruikt kunnen worden als een preventief vaccin, dat snel aan iedereen gegeven kan worden op het moment dat een vogelgrieppandemie lijkt uit te breken bij mensen. „Dit vaccin biedt geen blijvende oplossing als het virus echt overspringt”, zegt Richard. „Maar het kan wel het immuunsysteem voorbereiden op een brede afweerreactie. Daarna kunnen we een vaccin geven dat gericht is op het specifieke subtype.”
Schrijf je in voor de nieuwsbrief NRC Wetenschap
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Inschrijven
Uitschrijven
Geef cadeau
Deel
Mail de redactie
NIEUW: Geef dit artikel cadeau
Als NRC-abonnee kun je elke maand 10 artikelen cadeau geven aan iemand zonder NRC-abonnement. De ontvanger kan het artikel direct lezen, zonder betaalmuur.