Nieuw muggenleger tegen dengue

bionieuws
5
26 mei 2012 | jaargang 22
wolbachia - be sme t t ing voorkomt overdr acht van z iek t e s
Samenwerking door
samen evolueren
Nieuw muggenleger tegen dengue
ENTOMOLOGIE
Door Willy van Strien
De nieuwste bondgenoot van de mens in de strijd tegen insecten die akelige ziekten overbrengen, staat
zelf ook niet bekend als lieverdje. De manipulatieve
Wolbachia is de hoop van menig wetenschapper.
Malaria en dengue blijven de mensheid plagen. Vaccins zijn er nog niet
en de muggen die de ziekten overdragen laten zich niet bestrijden. Een
originele strategie gaat daarin misschien verandering brengen. De aanpak: voorzie de muggen van Wolbachia-bacteriën, en die bacteriën zullen vervolgens in hun nieuwe gastheren het denguevirus of de malariaparasiet remmen.
De bacterie Wolbachia leeft in de cellen van zijn gastheren, voornamelijk
insecten. Geïnfecteerde vrouwtjes
geven hem via hun eicellen door aan
hun nakomelingen. Zaadcellen hebben geen plaats voor bacteriën, dus
in mannetjes zit Wolbachia op dood
spoor. Daarom haalt hij verschillende trucjes uit; geïnfecteerde
vrouwtjes krijgen bijvoorbeeld geen
zonen. Al zijn trucjes hebben tot gevolg dat vrouwtjes met Wolbachia
meer dochters voortbrengen dan ongeïnfecteerde vrouwtjes, zodat Wolbachia zich snel in een populatie kan
verspreiden. Hij manipuleert de
voortplanting van zijn gastheer als
geen ander.
Maar Wolbachia kan méér, zo is de
laatste paar jaar gebleken. Hij kan
zijn gastheren beschermen tegen
ziekteverwekkers, waardoor die het
beter doen dan hun Wolbachia-vrije
soortgenoten en Wolbachia zich extra
snel verspreidt. Het fruitvliegje Dro-
sophila melanogaster bijvoorbeeld
heeft altijd Wolbachia bij zich. Als onderzoekers vliegjes daarvan ‘genezen’ met antibiotica, worden ze vatbaarder voor het letale Drosophila Cvirus en andere pathogenen.
Nu zijn veel insecten die humane
ziekteverwekkers van mens op mens
overbrengen – vectoren – van nature
geen Wolbachia-dragers. Dat geldt
voor de denguemug Aedes aegypti,
voor de malariamug Anopheles gambiae en voor andere belangrijke vectoren. En de vectoren die Wolbachia
dragen, hebben slechts een lichte infectie. Dat kan haast geen toeval zijn,
aangezien Wolbachia bij maar liefst
70 procent van de insecten voorkomt. Misschien zijn bepaalde muggen succesvolle dragers van ziekteverwekkers omdát ze Wolbachia missen.
Lastig klusje
Hoe dan ook: een Wolbachia-infectie
zou dat succesvolle vectorschap wel
eens te niet kunnen doen. De Australische groep van Scott O’Neill (Monash Universiteit) voorzag denguemuggen van Wolbachia uit Drosophila
melanogaster. Die ‘transfectie’ was
een lastig klusje. De onderzoekers
kweekten de bacterie eerst jarenlang
in een muggencellijn, zodat hij zich
aan de nieuwe gastheer kon aanpassen en injecteerden hem daarna in
de eierstokken van vrouwelijke muggenembryo’s. Dat had een verrassend
resultaat: in getransfecteerde muggen ontwikkelde het denguevirus
zich niet. De muggen konden het virus praktisch niet meer overdragen.
Hoe Wolbachia het virus remt, is onbekend. Mogelijk activeert de bacterie het immuunsysteem van de mug,
dat zich vervolgens tegen het virus
richt. Het kan ook zijn dat bacterie
en virus concurreren om de stoffen
die ze van hun gemeenschappelijke
gastheer nodig hebben, zoals cholesterol. ‘Ik denk dat een combinatie
van verschillende mechanismen ver-
‘Je zou verwachten dat een
vreemde bacterie de fitness
van de muggen aantast, maar
dat is niet gebeurd’
antwoordelijk is’, mailt O’Neill.
Begin 2011 liet hij met toestemming
van de Australische overheid grote
aantallen Wolbachia-dragende muggen los rond de stad Cairns, waar
dengue een groot probleem is. In een
paar maanden tijd hadden die muggen de oorspronkelijke ongeïnfecteerde muggen praktisch geheel verdrongen dankzij Wolbachia’s manipulatievermogen. Die berustte in dit
geval op cytoplasmatische incompatibiliteit: als een niet-geïnfecteerd
vrouwtje met een geïnfecteerd mannetje paart, levert dat geen nakomelingen op. Geïnfecteerde vrouwtjes
planten zich daardoor sneller voort.
Nu is het afwachten of dit muggenleger inderdaad gaat helpen dengue in
te dammen.
Elders proberen de groepen van Jason Rasgon (Universiteit van Pennsylviana) en Steven Sinkins (Universi-
Bacteriën die samen evolueren
maken uiteindelijk veel efficiënter gebruik van de aanwezige voedingsstoffen dan als ze in afzondering van elkaar worden gehouden. Dat blijkt uit experimenten
van Britse onderzoekers, op 15
mei online gepubliceerd in Plos
Biology. De Britten lieten vijf verschillende bacteriesoorten gedurende zeventig generaties samen
evolueren, of in afzondering van
elkaar. Voor aanvang en na afloop
stelden ze aan de hand van chemische bepalingen vast welke
voedingsstoffen de bacteriën gebruikten. Daaruit bleek dat de
gezamenlijk gehouden bacteriën
zo evolueerden dat ze de aanwezige voedingsstoffen efficiënt
konden benutten, waarbij ze ook
elkaars afvalproducten hergebruikten. In isolatie gehouden
bacteriën gingen elkaar na samenbrengen juist beconcurreren.
teit van Oxford) een soortgelijke strategie te ontwikkelen voor malaria.
Maar het is ze nog niet gelukt malariamuggen met Wolbachia te transfecteren. De onderzoekers brachten wel
een somatische infectie tot stand.
Daarbij zit Wolbachia in verschillende
weefsels in de muggen, maar dringt
hij niet door in de eicellen en wordt
hij dus niet aan nakomelingen doorgegeven. In deze somatisch geïnfecteerde muggen bleek Wolbachia in
staat om de malariaparasiet te remmen.
Weinig weerstand
Willem Takken, expert vectorziekten aan Wageningen Universiteit,
vindt de Wolbachia-aanpak elegant en
veelbelovend. ‘Wat in Australië gebeurt is fantastisch. Het is opmerkelijk dat de getransfecteerde muggen
het zo goed doen. Je zou verwachten
dat een vreemde bacterie de fitness
van de muggen aantast, maar dat is
niet gebeurd. Deze techniek zal weinig weerstand oproepen, omdat Wolbachia-infecties van nature op grote
schaal voorkomen. Het enige wat we
nog niet weten, is of getransfecteerde
muggen zich misschien anders gedragen. Je wilt niet dat ze vaker gaan
steken.’
De vraag is ook of de nieuwe mugWolbachia-combinaties duurzaam
zullen zijn en blijvend effect hebben
tegen de ziekteverwekkers. Of zal het
denguevirus zich aanpassen en zich
tenslotte staande houden in Wolbachia-dragende muggen? O’Neill is
voorzichtig optimistisch: ‘In het lab
hebben we getransfecteerde muggenstammen die na ruim vijf jaar
nog steeds het virus blokkeren. Ik
zou heel blij zijn als het effect 25 jaar
blijft bestaan. Op evolutionaire tijdschaal zou het effect kunnen afzwakken.’
Bomen mijden
soortgenoten
Bomen groeien liever niet te dicht
in de buurt van andere bomen.
Dit verschijnsel – dat alleen opgaat voor bomen binnen dezelfde
soort – was al bekend, maar blijkt
een algemeen fenomeen dat de
diversiteit in velerlei bostypen
bevordert.
Dat schrijven onderzoekers van
de Amerikaanse Indiana University in Science van 18 mei. Ze analyseerden gegevens afkomstig uit
het oosten van de Verenigde Staten, die meer dan 1 miljoen bomen en 2 miljoen zaailingen van
151 boomsoorten beslaan. Daaruit concluderen ze tevens dat
jonge exemplaren van veelvoorkomende soorten minder last
hebben van hun soortgenoten
dan het geval is bij zeldzame
boomsoorten.
Fusie Amsterdamse
bètafaculteiten
Foto: ImageSelect
Wolbachia kan de mens helpen beschermen: muggen besmet met Wolbachia brengen minder snel ziektes over.
De bètafaculteiten van de Vrije
Universiteit en Universiteit van
Amsterdam willen in januari
2014 fuseren tot het Amsterdam
Institute of Science. De twee universiteiten ondertekenden hiertoe woensdag 16 mei een intentieverklaring. Het instituut wordt
met drieduizend medewerkers en
negenduizend studenten in een
klap het grootste bètacentrum
van Nederland. Bioloog en VUdecaan van de faculteit Aard- en
Levenswetenschappen Bauke Oudega spreekt in universiteitsblad
Ad Valvas enthousiast over ‘een
plan voor groei en bloei’. Zo hoopt
het nieuwe instituut op een extra
startsubsidie van minstens 50
miljoen euro uit de profileringspot van OCW. Naar verwachting
gaan de Amsterdams bèta’s zich
in Watergraafsmeer (nu: UvA)
vooral profileren op de fundamentele natuurwetenschappen
en bij de Zuidas (nu: VU) op humane gezondheid en levenswetenschappen.