Heb je wel eens een koortslip gehad? Dan is het je misschien opgevallen dat deze vervelende zweertjes steeds terugkomen als je afweer verzwakt is. Dat komt doordat er een heel slim virus achterzit…

Een koortslip wordt veroorzaakt door een herpesvirus. Deze slimme virussen zijn zo’n geduchte tegenstander van ons immuunsysteem dat ze niet kunnen worden opgeruimd en daardoor steeds een nieuwe infectie kunnen veroorzaken.

Ons lichaam is opgebouwd uit cellen. Iedere cel voert een functie uit voor het lichaam en onderhoudt daarnaast zichzelf. Daarnaast kunnen cellen delen – hun manier van voortplanten – wat onder andere gebruikt wordt bij lichaamsgroei en wondherstel. Virussen zijn veel kleiner en simpeler dan cellen en kunnen zichzelf niet onderhouden. Toch wil een virus – net als ieder wezen – zichzelf graag voortplanten. Een virus is daarvoor afhankelijk van lichaamscellen: het dringt er binnen en maakt gebruik van de lopende processen in een cel om zich voort te planten. Een virus kan cellen zodanig in zijn macht krijgen dat ze zich alleen nog kunnen richten op het produceren van nieuwe virusdeeltjes en zichzelf verwaarlozen. Veel cellen gaan dan ook dood als ze zijn geïnfecteerd met een virus, wat schade aan het lichaam tot gevolg kan hebben. Nieuw gemaakte virussen verspreiden zich vervolgens door het lichaam of naar andere mensen, waar ze de infectie zullen uitbreiden en nog meer schade aanrichten. Het lichaam gaat dit tegen door virussen op te sporen met behulp van het immuunsysteem.

Omzeilen
Zo’n 35 jaar geleden werd ontdekt dat herpesvirussen kunnen ontkomen aan onze afweer. Sindsdien staan onderzoekers wereldwijd versteld over hoe geavanceerd herpesvirussen ons immuunsysteem weten te omzeilen. Dankzij een recente doorbraak waarbij Utrechtse onderzoekers voor het eerst cellen van herpesvirussen hebben kunnen genezen, gloort er hoop dat we het gevecht misschien ooit van deze virussen zullen winnen.

Verstoppen
Waarom is het eigenlijk zo moeilijk om van herpesvirussen af te komen? Elke dag komt ons lichaam in aanraking met talloze virussen en bacteriën. Cellen van ons immuunsysteem patrouilleren als een politiemacht door het lichaam op zoek naar deze indringers zodat die kunnen worden afgevoerd. Waar een verkoudheidsvirus binnen een week is opgeruimd en je volledig bent genezen, kan een herpesvirus het immuunsysteem omzeilen door zich te verstoppen en de afweer zelfs actief tegen te werken.
We zijn bijna allemaal wel geïnfecteerd met één of meerdere soorten herpesvirussen (zie tabel hieronder), vaak zonder dat we het weten. Herpesvirussen vormen een familie, net als de familie van katachtigen in het dierenrijk. Naast het virus dat een koortslip veroorzaakt, zijn er ook herpesvirussen die waterpokken en gordelroos veroorzaken, of de ziekte van Pfeiffer. Ook wordt een groot deel van aangeboren afwijkingen in pasgeborenen veroorzaakt door een herpesvirus, en in zeldzame gevallen kunnen deze virussen zelfs leiden tot kanker.

Percentage van de Nederlandse bevolking dat antistoffen heeft tegen deze virussen en er dus ooit mee in aanraking is geweest. Bron: RIVM.

Percentage van de Nederlandse bevolking dat antistoffen heeft tegen deze virussen en er dus ooit mee in aanraking is geweest. Bron: RIVM.

Hoewel herpesvirussen allerlei ziekten kunnen veroorzaken, merk je meestal niets van hun aanwezigheid. Dat komt onder andere omdat ze zich onzichtbaar kunnen maken voor de afweer, door zich schuil te houden in delen van het lichaam die afgeschermd zijn voor het immuunsysteem. Bij het patrouilleren door immuuncellen gaat er wel eens iets mis: denk aan een inval door de politie waarbij een deur ingetrapt wordt terwijl het toch vals alarm is. Kwetsbare delen van ons lichaam, zoals zenuwcellen (in de hersenen), kunnen niet herstellen van eventuele schade die een inval van het immuunsysteem zou hebben. De hersenen zijn daarom niet toegankelijk voor cellen van het immuunsysteem. Voor herpesvirussen is dit een mooie kans: een aantal soorten houdt zich schuil in zenuwcellen (zie de afbeelding hieronder). Omdat deze omgeving niet geschikt is voor virussen om zich voort te planten, houden ze een soort langdurige ‘winterslaap’ (latentie) in zenuwcellen totdat de kust veilig is om tevoorschijn te komen. Zodra de afweer verzwakt is, zal een herpesvirus opnieuw actief worden en terugkeren naar de cellen waar het zich wel goed voort kan planten. Een nieuwe koortslip is het gevolg.

Overzicht van infectie, latentie, reactivatie en het tot stand komen van een nieuwe infectie. Cellen van het immuunsysteem worden afgeschermd van zenuwcellen door een barrière in het lichaam. In dit voorbeeld is een koortslip (veroorzaakt door Herpes Simplex Virus-1) schematisch weergegeven.

Overzicht van infectie, latentie, reactivatie en het tot stand komen van een nieuwe infectie. Cellen van het immuunsysteem worden afgeschermd van zenuwcellen door een barrière in het lichaam. In dit voorbeeld is een koortslip (veroorzaakt door Herpes Simplex Virus-1) schematisch weergegeven.

Tegenaanval
Zodra het virus opnieuw een actieve infectie veroorzaakt, is het weer zichtbaar voor het immuunsysteem. Daarom heeft het nog een tweede tactiek om aan de afweer te komen: het virus gaat in de tegenaanval. Omdat virussen binnenin geïnfecteerde cellen zitten en immuuncellen alleen aan de buitenkant kunnen patrouilleren, heeft de afweer een handig systeem ontwikkeld: iedere cel bevat een soort antennes die fragmenten van de binnenkant van de cel binden. De antennes (ook wel MHC genoemd) nemen deze fragmenten vervolgens mee naar de oppervlakte van de cel, waar het immuunsysteem kan zien wat er binnenin cellen gebeurt. Wanneer de afweerantennes een fragment van een virus tonen op het celoppervlak, zal het immuunsysteem herkennen dat deze cel geïnfecteerd is. Afweercellen doden de geïnfecteerde cel dan om verdere verspreiding van de infectie tegen te gaan.
De meest gebruikte methode waarop herpesvirussen de afweer blokkeren, is door het uitschakelen van deze afweerantennes. Er zijn tal van tactieken die herpesvirussen toepassen, zoals het afbreken van de afweerantennes, het voorkomen dat de antennes naar de oppervlakte van de cel kunnen reizen, of ze schermen de antennes eenmaal op het celoppervlak af, zodat immuuncellen ze niet kunnen herkennen.
Onderzoekers denken dat herpesvirussen dit kunnen omdat ze zich in de loop van vele miljoenen jaren helemaal hebben weten aan te passen aan het lichaam en de afweer van hun gastheer: aan ons dus. De familie van herpesvirussen bestond al vóór de tijd van de dinosaurussen. Sinds die tijd zijn er niet alleen nieuwe diersoorten ontstaan; het immuunsysteem van deze diersoorten ontwikkelde zich ook steeds verder. Steeds als het immuunsysteem evolueerde om geavanceerdere virussen op te kunnen ruimen, hebben herpesvirussen zich mee aangepast om iedere opruimstap te omzeilen.

Herkenning van geïnfecteerde cellen door middel van de afweerantennes (MHC). 1) Een cel is geïnfecteerd door een standaard virus dat herkend wordt door het immuunsysteem. 2) Fragmenten van dit virus zullen binden aan de antennes binnenin de cel. 3) Deze antennes gaan vervolgens naar het celoppervlak, waar immuuncellen (4) ze zullen herkennen. 5) Zodra herkend wordt dat een cel geïnfecteerd is, zal een immuuncel de geïnfecteerde cel doden. 6) Als de cel geïnfecteerd is met een herpesvirus wordt herkenning door het immuunsysteem voorkomen, omdat de antennes niet naar de oppervlakte kunnen, afgeschermd worden, of überhaupt niet meer aanwezig zijn omdat ze worden afgebroken.

Herkenning van geïnfecteerde cellen door middel van de afweerantennes (MHC). 1) Een cel is geïnfecteerd door een standaard virus dat herkend wordt door het immuunsysteem. 2) Fragmenten van dit virus zullen binden aan de antennes binnenin de cel. 3) Deze antennes gaan vervolgens naar het celoppervlak, waar immuuncellen (4) ze zullen herkennen. 5) Zodra herkend wordt dat een cel geïnfecteerd is, zal een immuuncel de geïnfecteerde cel doden. 6) Als de cel geïnfecteerd is met een herpesvirus wordt herkenning door het immuunsysteem voorkomen, omdat de antennes niet naar de oppervlakte kunnen, afgeschermd worden, of überhaupt niet meer aanwezig zijn omdat ze worden afgebroken.

De grote vraag is: kunnen we infecties met herpesvirussen genezen als we begrijpen hoe ze aan ons immuunsysteem ontkomen? Dat is op dit moment nog niet duidelijk. Wel hebben de trucs van herpesvirussen tot allerlei nieuwe inzichten geleid bij medische onderzoekers, die misschien ook kunnen helpen bij het genezen van andere ziektes.

Kapotte onderdelen
Een voorbeeld hiervan is de afbraak van de antennes waar het virus de cel toe aanzet. In iedere cel worden kapotte onderdelen afgebroken en de bouwstenen gerecycled. Hoewel de antennes over het algemeen prima functioneren, kan een herpesvirus de cel laten denken dat ze kapot zijn, waardoor de antennes direct worden afgebroken. Zo blijven er geen antennes over om aan het immuunsysteem te laten zien dat er een virus aanwezig is. Bij het onderzoeken hoe herpesvirussen de antennes afbreken, stuitten onderzoekers per ongeluk op een veel algemener proces dat alle cellen gebruiken. Laten bleken er tal van andere ziektes samen te hangen met deze kwaliteitscontrole en afbraak van cellulaire onderdelen. Zo wordt bij taaislijmziekte een transportkanaal met een kleine afwijking herkend als defect en direct afgebroken, waardoor het zijn functie in de longen niet meer kan uitvoeren en taai slijm ophoopt. Als de afbraak van dit transportkanaal in het laboratorium wordt geremd, blijkt het kanaal ondanks zijn kleine defect nog prima te functioneren. Momenteel worden er experimentele medicijnen voor taaislijmziekte getest die gebaseerd zijn op het remmen van afbraak van celstructuren. Dit medicijn zou potentieel ook ingezet kunnen worden om afbraak van de afweerantennes door herpesvirussen te stoppen, en zo de afweer weer de kans te geven het virus te herkennen.

Omdat herpesvirussen heel specifiek en efficiënt de afbraak van deze afweerantennes kunnen activeren, worden deze virussen in het lab ook wel gebruikt als instrument om het proces van afbraak in een cel beter in kaart te brengen. De kennis die dit oplevert, kan niet alleen gebruikt worden om in de toekomst infecties met herpesvirussen te genezen, maar ook om meer inzicht te krijgen in andere ziektes die veroorzaakt worden door verkeerde eiwitafbraak. Misschien is dat wel de volgende stap in de wedloop tussen herpesvirus en mens: het virus inzetten om te leren hoe we (andere) ziektes kunnen genezen.

Anouk Schuren (1990) heeft Biomedische Wetenschappen gestudeerd aan de Universiteit Utrecht en doet momenteel promotieonderzoek bij het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Zij hoopt haar wetenschappelijke kennis te kunnen gebruiken om onderwerpen over biologie, medische wetenschap en duurzaamheid toegankelijk te maken voor een breed publiek.