Vaak wordt er gezegd: ‘Grootschalige veehouderijen zijn een bron van potentiële ellende als het aankomt op besmettelijke dierziekten’. Bijna iedereen kan zich daar wel iets bij voorstellen. Het houden van veel dieren bij elkaar kan namelijk de opmaat vormen tot massieve uitbraken. Verspreiding van veehouderij naar veehouderij is daarbij een reëel scenario. Het ontstaan van de huidige, wereldwijd voor problemen zorgende, vogelgriep (H5N1) wordt als zodanig toegeschreven aan een ganzenkwekerij in China rond 1996.
Wereldwijd maken moderne veehouderijen tegenwoordig deel uit van logistieke ketens op regionaal, nationaal of zelfs internationaal niveau. Hiermee zijn grootschalige ecosystemen gecreëerd waarbinnen dierziekten zich relatief gemakkelijk kunnen manifesteren. Dit is zo ongeveer tot waar de kennis van de gemiddelde consument reikt.
Het onderliggende risico is echter nog veel groter en fundamenteler dan bovenstaande voorstelling van zaken. Dat heeft ermee te maken dat dergelijke ecosystemen behalve de verspreiding ook de evolutie van virussen en bacteriën lijken te bevorderen. Binnen onderstaand betoog concentreer ik mij met name op de evolutie van virussen, ervan uitgaande dat de evolutie van bacteriën in grofweg dezelfde richting wordt beïnvloed.
Als er wordt gesproken over virusvarianten dan worden daarmee de veranderde of gemuteerde nakomelingen van een bepaalde virusstam bedoeld. De virusvarianten die zich vervolgens sneller over hun gastheren weten te verspreiden dan andere virusvarianten gaan uiteindelijk domineren binnen de genenpool van een bepaalde virusstam.
Natuurlijke selectie heeft immers betrekking op de succesvollere overleving en propagatie van bepaalde genen. De verspreidingssnelheid van een virusvariant is uiteindelijk afhankelijk van zijn genen en vormt daarmee het aangrijpingspunt voor natuurlijke selectie. Praktisch gezien betekent dit dat de zich minder snel verspreidende virusvarianten relatief vaker zullen oplopen tegen reeds door hun gastheren verkregen immuniteit. Als gevolg daarvan zullen de zich minder snel verspreidende virusvarianten uiteindelijk volledig worden verdrongen door de zich sneller verspreidende virusvarianten van een bepaalde virusstam.
Wanneer virussen zich vermenigvuldigen, gaat dit soms gepaard met kopieerfoutjes. Dit betekent dat het oorspronkelijke genetische materiaal van een virusdeeltje op min of meer willekeurige plaatsen is veranderd. We noemen deze veranderingen mutaties. Bezien vanuit het perspectief van een nieuw ontstane virusvariant heeft het grootste deel van zulke mutaties neutrale of negatieve effecten op het infectieverloop en de verspreidingssnelheid. Willekeurige veranderingen binnen een bewezen effectief en complex functionerend systeem hebben nu eenmaal vaker neutrale of negatieve gevolgen dan positieve gevolgen.
De meeste mutaties hebben dus neutrale of negatieve effecten op het infectieverloop en de verspreidingssnelheid. Daarmee zijn het in evolutionaire zin in feite doodlopende wegen. Tenzij er sprake is van onnatuurlijk hoge concentraties van gastheren met een verminderde weerstand. In dat geval wordt het evolutionaire speelveld aanmerkelijk vergroot, zoals ik in de aankomende alinea’s beargumenteer. En laat dat nu precies de blauwdruk van moderne veehouderijen vormen: een hoge concentratie van gastheren in niet-optimale leefomstandigheden. De niet-optimale leefomstandigheden leiden hoofdzakelijk tot stress en een verminderde weerstand.
Een hoge concentratie van gastheren met een verminderde weerstand vormt het gedroomde scenario voor virusevolutie. Hierdoor kunnen nieuwe virusvarianten met een aanvankelijk ondermaatse verspreidingssnelheid substantieel langer blijven voortbestaan. Simpel gesteld: nieuwe virusvarianten hebben meer tijd om een potentiële stapeling van verschillende mutaties op te doen. Zo’n stapeling van verschillende mutaties kan er toe leiden dat er alsnog een toevallig succesvolle virusvariant ontstaat.
De oorzaak hiervan bestaat in principe uit drie factoren. Allereerst biedt de onmiddellijke nabijheid van gastheren minder infectieuze varianten aanvankelijk toch voldoende kansen voor propagatie. Daarnaast is de onmiddellijke verdringing van minder succesvolle virusvarianten door succesvollere virusvarianten onder dergelijke omstandigheden van verminderde weerstand minder absoluut.
Tenslotte vergroot een hoge concentratie van gastheren met een verminderde weerstand de kansen voor het mixen van virusgenen (recombinatie) van verschillende oorsprongen. Zo kunnen de genen van verschillende virusvarianten of zelfs van verschillende virusstammen zich binnen één gastheer recombineren tot een toevallig succesvolle virusvariant.
Bovenstaande factoren bieden significant meer potentiële mogelijkheden voor de stapeling van verschillende mutaties. Mogelijkheden die zich in de vrije natuur niet of nauwelijks voordoen.
Illustratief voor de laatste twee argumenten is het volgende voorbeeld: de bliksemsnelle opkomst van de relatief ver doorgemuteerde Omicronvariant van COVID-19 in Zuid-Afrika. Dit wordt door sommigen verklaard door het langdurig voortwoekeren van een corona-infectie in een immuun-gecompromitteerde HIV-patiënt. Onder dergelijke omstandigheden is behalve recombinatie van verschillende virusvarianten tevens stapeling van verschillende mutaties binnen één en dezelfde gastheer een reëel scenario.
Virusvarianten met een stapeling van verschillende mutaties kunnen leiden tot evolutionaire doorbraken via in beginsel doodlopende evolutionaire wegen. Dit geldt eveneens voor de recombinatie van virusgenen. De kans op dergelijke doorbraken is weliswaar enorm klein, maar de mogelijkheden met betrekking tot virusevolutie lijken niettemin significant te worden vergroot.
In de vrije natuur wordt er immers korte metten gemaakt met virusvarianten die zich niet optimaal verspreiden. De mogelijkheden voor recombinatie van virusgenen lijken in de vrije natuur – waar collectief verminderde weerstand een marginale rol speelt – eveneens een stuk kleiner te zijn.
Binnen de ecosystemen van veehouderijen lijken stapeling van verschillende mutaties en recombinatie er dus toe leiden dat er zich potentiële virusvarianten voordoen die in de vrije natuur kansloos zijn. Hetzij die er veel langer over doen om zich überhaupt te ontwikkelen. In dat opzicht vormen veehouderijen dus feitelijk een snelkookpan voor virusvarianten die of nooit of pas na een veel langere tijd ontstaan. Iets eenders kan gelden voor bepaalde bacteriële dierziekten.
Lees hier verder wat precies de evolutionaire strategie is achter de ruiming van pluimveebedrijven bij vogelgriep.
[Fotocredits – © Adobe Stock]
