Hoe een mug een virus bestrijdt

Muggen bezitten een sterke afweer tegen virussen, zoals dengue en Zika. Toch raken nog steeds jaarlijks miljoenen mensen via muggen besmet met deze virusziekten. Promovendus Joep Joosten van het Radboudumc zocht uit hoe de afweer van muggen tegen virussen precies werkt. Hij promoveert op 19 november op de machinerie rondom de zogenaamde piRNA moleculen, die bij de afweer een belangrijke rol spelen. Zijn werk levert fundamentele kennis, die kan leiden tot nieuwe aanknopingspunten voor de bestrijding van deze virussen.

In het nieuws zagen we de afgelopen jaren in Zuid-Europa af en toe kleine uitbraken van de virusziekte dengue, die daar in voorgaande decennia niet voorkwam. Dat gebeurde in hete en natte zomers, waar tropische muggen dol op zijn. Het leefgebied van deze muggen breidt zich langzaam uit, en daarmee ook dat van de virussen die deze muggen met zich meedragen. Zo komen naast dengue ook Zika en chikungunya steeds meer voor. Dat komt doordat de aarde opwarmt, maar ook doordat mensen steeds meer reizen en in grote steden dicht op elkaar zijn gaan wonen.

Bloedmaaltijd

Muggen steken mensen, omdat ze een bloedmaaltijd nodig hebben voor de productie van hun eitjes. Dat bloed kan virussen bevatten, zogenaamde arbovirussen. Die moeten zich voor verdere verspreiding vermeerderen in de mug, en worden daarna weer geïnjecteerd in een mens bij de volgende steek. Wat gebeurt er met het virus in de muggen? Wat bepaalt of een mug een virus kan overdragen? Dat bestudeert de onderzoeksgroep van viroloog Ronald van Rij al jaren.

Zijn promovendus Joep Joosten zocht heel nauwkeurig uit hoe muggen de strijd aangaan met  virussen. “De muggen hebben dankzij hun goede afweer geen last van de virussen,” legt Joosten uit. “Als je die afweer platlegt, dan gaan muggen die besmet zijn met een virus eerder dood. In de evolutie is blijkbaar een balans ontstaan: er worden voldoende virusdeeltjes gemaakt voor verdere verspreiding van het virus, maar niet zo veel dat het de mug ziek maakt. Dat zou de overdracht naar mensen namelijk belemmeren, want een dode mug steekt niet meer. Ik heb tijdens mijn promotieonderzoek een mechanisme beschreven dat betrokken is bij de afweerreactie van muggen tegen arbovirussen, zoals Zika en dengue.” 

Alarmbellen

De afweer van muggen tegen virussen is grotendeels gebaseerd op kleine RNA-moleculen. RNA is vooral bekend als een boodschapper in de cel. De blauwdruk voor de bouwstenen van een cel, de eiwitten, ligt in het DNA. Wanneer een bouwsteen nodig is, wordt de code voor die ene bouwsteen gekopieerd vanaf het DNA naar een RNA-molecuul. Dat RNA wordt door de eiwitfabriekjes in de cel vertaald naar een eiwit.

Het genetisch materiaal van door muggen overgedragen virussen bestaat ook uit RNA. Het is daarom voor een cel heel moeilijk om virus-RNA te onderscheiden van eigen RNA. Joosten: “Toch zijn er verschillen. Zo bestaan de eigen RNA-moleculen vrijwel altijd uit een enkele streng. Arbovirussen bestaan ook uit een enkele streng, maar als ze zich vermeerderen vormt zich tijdelijk een dubbelstrengs RNA-molecuul. Een dierlijke of menselijke cel herkent een dubbelstrengs RNA-molecuul als lichaamsvreemd en laat alle alarmbellen rinkelen.”

Tijgermug

Het was al bekend dat de mug een heel systeem bezit voor afbraak van dubbelstrengs RNA. Nu is nog een tweede systeem gevonden dat virus-RNA herkent in de mug. Dit systeem heeft Joosten in kaart gebracht. Hij karakteriseerde eiwitten die bij het proces betrokken zijn, door ze één voor één uit te schakelen en te kijken wat de gevolgen waren. Daarbij vond hij een aantal nieuwe eiwitten, met klinkende namen als Veneno, Pasilla, Atari, Zucchini en Nibbler. Deze spelen een rol bij de afbraak van virus-RNA in kleinere stukken, de piRNAs. Die kunnen op hun beurt weer ander virus-RNA herkennen en afbreken, wat de afweer verder versterkt. Zo verdedigt een mug zich tegen virussen.

“De kennis over het immuunsysteem van de mug is belangrijk voor ons begrip van virusoverdracht en kan ons helpen bij de bestrijding van virussen,” vertelt Ronald van Rij. “Waarom verspreiden tropische arbovirussen zich via de tijgermug en de gelekoortsmug, maar niet via de muggen die we in Nederland hebben? Mogelijk dat de afweer hier een rol bij speelt. Daarnaast, als we weten hoe de afweer van muggen tegen virussen precies werkt, biedt dat nieuwe aanknopingspunten voor het ontwikkelen van methoden om virusverspreiding in de toekomst tegen te gaan.”

Promotie

Op 19 november om 12.30 verdedigt Joep Joosten zijn proefschrift getiteld ‘Mechanistic insights into the piRNA machinery in Aedes mosquitoes’. De livestream is te volgen via deze link.

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen