Het nieuwe coronavirus onder de microscoop

Coronavirus: daarom is het zo besmettelijk

Een speciaal wapen op het oppervlak van het nieuwe coronavirus kan een van de redenen zijn dat deze ziekte zo makkelijk onze cellen binnendringt. Wetenschappers hopen nu dat deze ontdekking de ontwikkeling van toekomstige vaccins in een stroomversnelling kan brengen.

Een speciaal wapen op het oppervlak van het nieuwe coronavirus kan een van de redenen zijn dat deze ziekte zo makkelijk onze cellen binnendringt. Wetenschappers hopen nu dat deze ontdekking de ontwikkeling van toekomstige vaccins in een stroomversnelling kan brengen.

NIAID Rocky Mountain Laboratories (RML), U.S. NIH

Koorts, hoesten, keelpijn en spierpijn. De symptomen van COVID-19 doen denken aan een gewone griep, maar de verschillen zijn echter enorm.

Een van de meest wezenlijke verschillen is dat het nieuwe coronavirus meer dan twee keer zo besmettelijk is. Iemand met griep besmet gemiddeld 1,1 mensen, maar iemand met het coronavirus besmet gemiddeld zo'n 2,5 anderen - dit noemen we het basaal reproductiegetal.

Daarom doen wetenschappers over de hele wereld nu hun uiterste best om zo snel mogelijk te begrijpen waarom deze ziekte zich zo snel verspreidt. Dit kan deels worden verklaard door het feit dat het een nieuw virus is en nog niemand immuun is. Diverse onderzoeken lijken nu echter ook uit te wijzen dat ook de manier waarop het coronavirus onze cellen binnendringt een belangrijke oorzaak is.

Spike-eiwit op het nieuwe coronavirus

© Lasse Lund-Andersen

Een zogenaamd 'spike protein' op het oppervlak zorgt ervoor dat het virus onze cellen kan binnendringen en RNA kan verspreiden. Daardoor kan het virus deze cellen gebruiken om zichzelf razendsnel te vermenigvuldigen.

Coronavirus dringt onze cellen binnen

Om een mens te infecteren moet het coronavirus onze cellen binnendringen, waar het zijn genetisch materiaal kan verspreiden en de cellen kan gebruiken als een soort fabriek voor massaproductie, van zichzelf.

Het virus heeft hiervoor een eiwit op het oppervlak, dat werkt als een soort sleutel. Hierdoor kan het virus zich aan de buitenzijde van onze cellen hechten en ze vervolgens openen. Dit noemen we een 'spike protein'. Eind februari wist een groep wetenschappers aan de University of Texas in Austin (VS) deze minuscule sleutels op het oppervlak van het coronavirus aan te wijzen en te beschrijven.

Uit hun onderzoek bleek dat dit oppervlakteproteïne anders is dan bij andere soortgelijke virussen. De wetenschappers konden vaststellen dat het eiwit zich tien keer dichter aan het oppervlak van onze cellen bindt, dan het proteïne van het SARS-virus, waarmee 8.000 mensen besmet raakten in 2002 en 2003.

Spike-eiwit op het nieuwe coronavirus

Op de afbeeldingen zie je een 3D-weergave van het spike-eiwit op het coronavirus. Het eiwit kan twee verschillende vormen aannemen: een voordat het een cel binnendringt en een vorm die daarna ontstaat. Hier zien we het eiwit voordat het de cel infecteert. Het deel dat zich aan de cel hecht, is groen.

© Jason McLellan/Univ. of Texas at Austin

Kan doel worden voor coronavaccin

Uit andere nieuwe onderzoeken is gebleken dat het eiwit kan worden geactiveerd door het enzym furine, dat onder andere voorkomt in onze longen, lever en dunne darm. Volgens wetenschappers is dit deels de reden dat de ziekte in acute en ernstige gevallen kan leiden tot orgaanuitval en daarnaast dat het virus stabiel blijft en zo goed overdraagbaar is van mens op mens.

Het mechanisme op basis van furine is eerder ook al aangetroffen bij andere virussen die goed overdraagbaar zijn van mens op mens, zoals bijvoorbeeld ernstige varianten van het griepvirus.

Een andere doorbraak vond begin maart plaats. Wetenschappers van de University of Texas in Austin (VS) brachten het molecuul in kaart waaraan het eiwit zich bindt op onze cellen, de zogenaamde receptor. Ook al is de ontwikkeling van een vaccin nog toekomstmuziek, wetenschappers denken wel dat deze nieuwe kennis over het oppervlakteproteïne en de receptor het eenvoudiger maakt om ze te blokkeren met een vaccin.

Het spike protein van het coronavirus bindt zich aan ACE2-receptoren.

Wanneer het coronavirus in de buurt van een lichaamscel komt, werkt het spike-eiwit als een soort sleutel die zich bindt aan moleculen die op het celoppervlak zitten, zogenoemde receptoren. Wetenschappers hebben onlangs ontdekt dat het coronavirus zich bindt aan een speciale receptor op onze cellen, de ACE2, die bijvoorbeeld in de longen voorkomt.

© NEXU Science Communication