‘Mutatie’ klinkt als iets engs. Het is een veel voorkomend thema in onze collectieve angst voor schadelijke straling of kwaadaardige soorten kanker. Tijdens een pandemie waarover we nog veel dingen niet weten, kan zelfs de suggestie dat het nieuwe coronavirus een nóg schadelijker gedaante kan aannemen en daarmee besmettelijker of dodelijker kan worden, voldoende zijn om onze angsten aan te wakkeren.

Het was dan ook geen verrassing dat toen begin juli in het vooraanstaande vakblad Cell een artikel verscheen waarin werd beweerd dat een mutatie van het SARS-CoV-2-virus zich ongemerkt over de wereld had verspreid, er een storm van angstaanjagende krantenkoppen en berichten volgde omdat het mogelijk besmettelijker was dan voorgaande stammen.

Volgens de studie was de mutatie (met de aanduiding G614) begin maart aangetroffen in slechts tien procent van de weefselmonsters die bij patiënten in de hele wereld waren afgenomen. Maar in mei had deze variant van het virus zich inmiddels over de hele wereld verspreid en dook op in 78 procent van de gevallen. Volgens de onderzoekers bleek uit laboratoriumonderzoek dat de mutatie – één enkele verandering in de ‘stekels’ van eiwit waarmee de virusdeeltjes zijn bezaaid – het virus op een of andere manier zou helpen om in menselijke cellen door te dringen en zich daar te vermeerderen.

Er bestaat geen twijfel over het feit dat virussen voortdurend muteren. Dat is ook de reden dat we elk jaar een nieuw griepvaccin nodig hebben. Maar onder wetenschappers zijn er veel twijfels over het belang van deze specifieke mutatie voor de COVID-19-pandemie. In het artikel in Cell wordt gesuggereerd dat de mutatie het coronavirus in staat stelt om gemakkelijker menselijke cellen binnen te dringen.

“Daar zijn totaal geen bewijzen voor,” zegt Vincent Racaniello, een viroloog van de Columbia University die er in talloze publicaties op heeft gewezen dat het onderzoek in Cell geen bewijs levert voor een verhoogde besmettelijkheid van deze SARS-CoV-2-mutatie. Volgens hem werd bij de laboratoriumtests voor de Cell-studie om redenen van veiligheid een ‘pseudovirus’ gebruikt, wat betekent dat de onderzoekers niet het originele SARS-CoV-2-virus hebben getest. Om definitief aan te tonen dat een mutatie gemakkelijker op mensen overdraagbaar is, moet de originele mutatie op mensen worden getest.

“Er gaapt een grote kloof tussen de besmettelijkheid in het laboratorium en de reële overdracht op mensen,” zegt Nathan Grubaugh, epidemioloog en viroloog aan de Yale University. In de echte wereld moet het virus eerst in de longen doordringen, door slijmvliezen en langs immuuncellen die daar op wacht liggen. Vervolgens moet het zichzelf vermeerderen en in de kleine druppeltjes overleven die door de menselijke gastheer worden uitgeniest of gehoest. Het scenario dat in het artikel in Cell wordt geschetst, is volgens Grubaugh plausibel, maar “er zijn nog heel veel andere mogelijkheden.”

Dus hoeveel zorgen zouden we ons over mutaties van het coronavirus moeten maken? National Geographic vroeg een aantal vooraanstaande virologen en artsen om hun mening.

Wat we weten over de G614-mutatie

De auteurs van de studie in Cell, onder leiding van biologe Bette Korber van het Los Alamos National Laboratory in New Mexico, plakten de eiwitstekels van zowel het oorspronkelijke coronavirus als van de G614-mutatie op een geheel ander soort bacil, een zogenaamd lentivirus.

Korber legt uit dat de ‘pseudovirussen’ die daaruit voortkomen, zich kunnen vermeerderen en veilig zijn om mee te werken, zodat verschillende soorten eiwitstekels met elkaar vergeleken kunnen worden.

Het team vermengde deze pseudovirussen vervolgens in reageerbuisjes met verschillende soorten niercellen. Een van de buisjes bevatte cellen die zestig jaar geleden bij vervet-aapjes waren afgenomen, de andere menselijke cellen uit 1973. Deze cellen waren ‘geïmmortaliseerd’, net als de beroemde cellijn van Henrietta Lacks. Dat wil zeggen dat ze op hetzij natuurlijke hetzij kunstmatige wijze waren aangepast om niet af te sterven – in tegenstelling tot normale cellen in het menselijk lichaam. Daarnaast waren de cellen die in het onderzoek van Korber werden gebruikt, ook genetisch aangepast om gemakkelijker te worden besmet door elk virus dat met deze eiwitstekels is uitgerust.

In dit kunstmatige, in het laboratorium gecreëerde scenario zagen de onderzoekers dat de gemuteerde eiwitstekel besmettelijker voor mensen was. Naast het feit dat de G614-mutatie binnen luttele maanden de wereld had veroverd, leek het er op dat een toch al angstaanjagend virus beter was geworden in zijn overdraagbaarheid van de ene op de andere persoon. De media stonden er bol van.

Wat betekenen de resultaten van dit onderzoek?

“We hebben geen idee,” zegt Racaniello. Hoewel pseudovirussen bij virologisch onderzoek veel worden gebruikt, is deze werkwijze te vergelijken met het aanbrengen van de tanden van een tijger in de bek van een koala. De beet van de gemuteerde koala is weliswaar gevaarlijker, maar het experiment vertelt je niet veel over de agressiviteit van koalaberen of tijgers buiten het lab.

Korber erkent de beperkingen van haar experimentele resultaten: “We weten niet” hoe onze bevindingen zich vertalen naar de overdracht tussen mensen, zegt zij, maar “dat wordt momenteel in meerdere laboratoria onderzocht.”

Intussen is er nog een andere verklaring voor de razendsnelle verspreiding van de mutatie onder de bevolking – een verklaring die weinig van doen heeft met de G614-mutatie zelf.

Het ‘stichter-effect’

Virussen kunnen muteren terwijl ze zich vermeerderen. Bij elke nieuwe cyclus bestaat er de kans op een nieuwe mutatie, alsof je met genetische dobbelstenen gooit. Veel van de mutaties leveren het organisme geen enkel voordeel op, maar worden desalniettemin van generatie op generatie doorgegeven en maken daarna deel uit van de viruspopulatie als geheel. Dat wordt het ‘stichter-effect’ genoemd.

De G614-mutatie werd in januari 2020 voor het eerst in China geïdentificeerd, op het moment dat het virus de sprong naar Europa maakte. Daaruit kan worden opgemaakt dat de wereldwijde overheersing van het virus het gevolg is van het feit dat de mutatie al in de beginfase van de Europese uitbraak aanwezig was en zich zo snel over het westelijk halfrond heeft kunnen verspreiden. Onderzoekers van het Genetics Institute van University College London voerden onlangs een analyse uit van de genomen van coronavirussen die bij 23.000 patiënten uit de hele wereld waren afgenomen. Omdat ze daarbij rekening hielden met het ‘stichter-effect’, vonden ze geen aanwijzingen voor een verhoogde besmettelijkheid bij huidige SARS-CoV-2-mutaties, waaronder de G614-mutatie.

Hoewel Korber de invloed van het ‘stichter-effect’ erkent, denkt zij dat de wereldwijde dominantie van de G614-mutatie erop wijst dat deze variant beter geschikt is om te overleven en daarmee zijn voorouder (het oorspronkelijke virus) voorbij is gestreefd. “In bijna alle gevallen – in vele tientallen scenario’s – dat we beide vormen van het virus naast elkaar in een bepaalde setting lieten circuleren, schakelde het virus over op hogere frequenties van de G614-vorm,” zegt zij.

Een andere groep onderzoekers, het consortium COVID-19 Genomics UK, onderzoekt de verspreiding van de G614-mutatie onder Britse patiënten en heeft tot dusver ruim 30.000 virale genomen geanalyseerd. Hoewel de G614-mutatie “het tempo van besmetting tussen mensen mogelijk versnelt, is het verschil in cellulaire besmettelijkheid dat we daarbij waarnemen veel kleiner dan in het laboratorium werd gemeten,” aldus Erik Volz, epidemioloog aan Imperial College London en lid van het consortium, in een verklaring.

Het consortium vond geen bewijs voor de stelling dat G614 de besmetting met het coronavirus ernstiger of dodelijker maakt, een patroon dat eveneens door de groep rond Korber en door wetenschappers in de staat Washington werd gemeld.

Hoewel het in theorie mogelijk is dat een virus de ‘genetische jackpot’ kraakt en opeens veel dodelijker en besmettelijker wordt, zijn mutaties die tot “X-Men-achtige veranderingen” leiden, zeer onwaarschijnlijk, zegt Tyler Starr, virologe aan het Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle, Washington.

Een veel waarschijnlijker uitkomst is volgens Kristian Andersen, immunoloog bij Scripps Research in La Jolla, Californië, dat “het virus blijft muteren en dat de meeste van deze mutaties niet veel uitmaken – sommige zullen het virus bij het overleven een klein beetje benadelen, andere een klein beetje helpen, zoals je dat mag verwachten.”

Wanneer zouden we ons wél zorgen moeten maken?

Diegenen die terugdenken aan de uitbraak van Ebola in 2014 in West-Afrika, komt het debat omtrent de G614-mutatie bekend voor. Destijds opperden sommige experts de angstaanjagende mogelijkheid dat het Ebola-virus, waaraan ongeveer de helft van de besmette personen overleed maar dat gelukkig alleen via lichaamsvloeistoffen werd overgedragen, kon muteren tot een ziekte die via de lucht werd overgedragen.

Uit de eerste analyses die drie maanden na het begin van de Ebola-uitbraak werden uitgevoerd, bleek dat het Ebola-virus op soortgelijke manieren was gemuteerd als het SARS-CoV-2 nu. Door de aanpassing van één enkel aminozuur op zijn oppervlak bleek het Ebola-virus in het laboratorium beter in staat te zijn om de cellen van pseudovirussen binnen te dringen.

Maar uiteindelijk veranderde Ebola niet in een ziekte die zich via de lucht kon verspreiden. De uitbraak kon worden ingedamd met behulp van de juiste maatregelen op het gebied van volksgezondheid en medische zorg. (Dit is wat je moet doen om het coronavirus te verslaan.)

Volgens experts die voor dit verhaal werden geïnterviewd, steken er tijdens vrijwel elke pandemie zorgen over mogelijke mutaties de kop op. Dat kan komen door de angst voor de onbekende kanten van deze gevaarlijke ziekte of gewoon omdat krantenkoppen over kwaadaardige mutaties goed verkopen.

“Over COVID-19 weten we nog zoveel niet en kunnen we nog geen compleet beeld geven. Maar als mensen hebben we dat complete verhaal nodig, en dus vullen we de ontbrekende schakels zelf in,” zegt Seema Yasmin, directeur research en voorlichting van het Stanford Health Communication Initiative. “En vaak vullen we de gaten met sensatie, met informatie die sterke emotionele reacties oproepen.”

Het spookbeeld van een dodelijke mutatie “is een heel efficiënte manier om de aandacht van het publiek op te schroeven, omdat het doet denken aan de plot van een sciencefictionfilm,” zegt Howard Markel, arts en medisch historicus aan de University of Michigan. “Je ziet dit terug in volksverhalen over de griep, bijvoorbeeld in tijdschriftartikelen waarin wordt geschreven dat het virus van de Spaanse Griep uit 1918 is gemuteerd en sterker is geworden. Maar er zijn absoluut geen bewijzen dat zoiets het geval is.”

Een mutatie die het gedrag van het huidige coronavirus volledig verandert, is zeer onwaarschijnlijk. Zowel het griepvirus als het coronavirus zijn RNA-virussen, en Racaniello wijst op andere voorbeelden van dit type – zoals hiv en mazelen – waarvan de wijze waarop ze worden overgedragen sinds hun verschijning op aarde vrijwel niet is veranderd.

“We kennen geen enkel virus dat zijn wijze van overdracht op fundamentele wijze heeft veranderd,” zegt Racaniello.

In het geval van COVID-19 is het veel aannemelijker dat kleine mutaties het coronavirus onherkenbaar maken voor ons afweersysteem. Dat zou betekenen dat mensen die de ziekte al eerder hebben gehad, opnieuw besmet kunnen raken en dat de eventuele vaccins die worden ontwikkeld mettertijd hun werking verliezen. Dat is ook wat er met het seizoensgebonden griepvirus gebeurt. Elk jaar verandert dat virus een beetje, zodat de vaccins daaraan aangepast moeten worden.

SARS-CoV-2 was al tamelijk besmettelijk toen het eind 2019 in Wuhan opdook. De manier waarop het coronavirus wordt overgedragen (via minuscule druppeltjes uit de luchtwegen, soms afkomstig van mensen die geen symptomen vertonen) was al genoeg om een verwoestende pandemie te veroorzaken. De ontwikkeling van de huidige pandemie zal volgens experts meer afhangen van de maatregelen die we nemen om verdere verspreiding van het virus tegen te gaan dan van de natuurlijke eigenschappen van het virus zelf.

Claus Wilke, structureel bioloog aan de University of Texas in Austin, denkt dat de zorgen over de G614-mutatie aan dat punt voorbijgaan: “Het zal niets uitmaken voor de twee grote vragen waarmee we nu worden geconfronteerd: hoe kunnen we de verspreiding van het virus stoppen? En: zal er een goed werkend vaccin komen?”