Waarom het nieuwe coronavirus zo moeilijk te genezen is

Virussen zoals degene die Covid-19 veroorzaakt, zijn een lastig doelwit voor medicijnen.

Een onderzoeker houdt een monster slijm vast om te testen op Covid-19.

Ondanks tientallen jaren van onderzoek en eeuwenlange ervaring, blijven virussen zoals de virussen die Covid-19 veroorzaken, grote bedreigingen voor de gezondheid.

Carl de Souza/AFP via Getty Images

In de race om een ​​behandeling te ontwikkelen voor de zich snel verspreidende ziekte Covid-19 , tientallen medicijnen worden over de hele wereld getest. Het is een dringende missie omdat de laatste gegevens suggereren dat ongeveer 20 procent van de geïnfecteerde mensen een ernstige ziekte heeft en ongeveer 1 procent kan overlijden.



Anthony Fauci, directeur van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases, vertelde woensdag aan het Congres dat Covid-19 10 keer dodelijker dan de seizoensgriep .

Het gevaar komt voort uit de ziekteverwekker zelf: een virus genaamd SARS-CoV-2.

Kleine virussen zijn een van de grootste bedreigingen waarmee de mensheid ooit te maken heeft gehad. Ze zitten achter sommige van de meest verwoestende pandemieën ooit geweten. Zelfs met alle moderne geneeskunde hebben we maar één virus uitgeroeid, pokken , waarvoor een decennialange wereldwijde massale vaccinatie-inspanning nodig was.

SARS-CoV-2, de gloednieuwe vijand, verspreidt zich snel, zelfs als hele landen, zoals Italië , worden vergrendeld om de overdracht ervan te voorkomen. Schattingen van de potentiële impact lopen uiteen, maar Brian Monahan , de behandelend arts van het Amerikaanse Congres, vertelde de wetgevers woensdag dat hij verwacht dat tussen de 70 miljoen en 150 miljoen mensen in de VS na verloop van tijd besmet zullen raken met het virus.

Op dit moment gebruiken artsen algemene behandelingsmaatregelen om de symptomen van Covid-19 onder controle te houden, maar er is nog geen specifiek vaccin of geneesmiddel.

kan een president opnieuw lopen na afzetting?

Verschillende factoren maken virussen zoals SARS-CoV-2 tot een bijzonder schadelijke bedreiging voor de mens. Het goede nieuws is dat wetenschappers meer hebben geleerd over hoe ze aanvallen. Ze hebben ook manieren bedacht om enkele van de dodelijkste van deze kleine ziektekiemen onder controle te houden en sluipen langzaam naar genezing. De vraag is nu of dat onderzoek op tijd vruchten zal afwerpen om de klap van de Covid-19-pandemie afstompen en ons helpen de volgende uitbraak voor te blijven.

Waarom virussen zo'n lastig doelwit zijn voor medicijnen

Virussen zijn de meest bizarre ziektekiemen. Met slechts een handvol moleculen assembleren ze tot allerlei kleine vormen, en met slechts een kleine set instructies kunnen ze grote schade aanrichten in hele ecosystemen en de oogsten bedreigen . Ze kunnen tussen gastheren reizen door de lucht, het water, de bodem en druppels. Ze muteren snel. En ze zijn werkelijk overal, van de oceanen naar de luchten .

Vergeleken met infectieuze agentia zoals bacteriën en schimmels, zijn virussen veel kleiner en eenvoudiger. In feite kunnen virussen zelfs andere ziektekiemen ziek maken . Toch zijn ze zo eenvoudig dat de meeste wetenschappers ze niet eens als levende organismen beschouwen.

Het poliovirus is bijvoorbeeld slechts 30 nanometer breed. Het SARS-CoV-2-virus achter Covid-19 is ongeveer 120 nanometer. Ondertussen is de E. coli-bacterie meer dan 16 keer groter dan SARS-CoV-2 en is de menselijke rode bloedcel 64 keer groter. Een menselijke cel gebruikt 20.000 verschillende soorten eiwitten . HIV gebruikt slechts 15 . SARS-CoV-2 gebruikt 33 .

Met al die extra ruimte slaan grotere ziekteverwekkers zoals bacteriën de moleculaire hulpmiddelen op die ze nodig hebben om kopieën van zichzelf te maken en om hun eigen infecties bestrijden . Deze hulpmiddelen maken bacteriën ook kwetsbaar voor antibiotica, medicijnen die interfereren met moleculaire mechanismen in bacteriën maar niet die van menselijke cellen, dus ze hebben een gericht effect.

Maar antibiotica werken niet op virussen. Dat komt omdat virussen zich niet vanzelf voortplanten. In plaats daarvan vallen ze cellen binnen en kapen ze de machines van hun gastheer om kopieën van zichzelf te maken.

Bacteriën zijn heel anders dan wij, dus er zijn veel verschillende doelen voor medicijnen. Virussen repliceren in cellen, dus ze gebruiken veel van dezelfde mechanismen als onze cellen, zei Diane Griffin, hoogleraar microbiologie en immunologie aan de Bloomberg School of Public Health aan de Johns Hopkins University. Het was dus moeilijker om medicijnen te vinden die zich richten op het virus, maar die de cel ook niet beschadigen.

Er is ook een enorme verscheidenheid aan virussen, en ze muteren snel, dus op maat gemaakte behandelingen en vaccins tegen een virus kunnen na verloop van tijd hun effectiviteit verliezen.

Een andere factor die virussen zo moeilijk te behandelen maakt, is hoe ons lichaam erop reageert. Zodra het immuunsysteem een ​​virus detecteert, maakt het antilichamen aan. Dit zijn eiwitten die zich hechten aan een virus of een met virus geïnfecteerde cel, deze markeren voor vernietiging of voorkomen dat deze nieuwe cellen infecteert.

Het probleem is dat een virus veel schade kan aanrichten en andere mensen kan infecteren voordat het immuunsysteem zijn verdediging heeft ingesteld. Wanneer die afweermechanismen in werking treden, kunnen ze andere problemen veroorzaken, zoals koorts en ontstekingen. En tegen de tijd dat deze symptomen zich voordoen, is het virus mogelijk al in verval, of is het misschien te laat om in te grijpen.

Vaak op het moment dat virusziekten zich voordoen, is het vrij ver in de replicatie van dat virus in die persoon, zei Griffin. Veel symptomen van de virusziekte zijn eigenlijk manifestaties van de immuunrespons op de ziekte, dus vaak beginnen de dingen een beetje beter te worden op het moment dat je er zelfs achter komt dat iemand een virusinfectie heeft.

Hoe artsen en wetenschappers momenteel virale infecties bestrijden

Onderzoekers gebruiken twee brede strategieën om virale infecties te bestrijden: het vertragen van de schade door het virus en het versnellen en versterken van de tegenmaatregelen van het lichaam.

Antivirale medicijnen zijn een manier om virussen te vertragen. Net als antibiotica zijn dit medicijnen die het virus belemmeren zonder veel nevenschade te veroorzaken. De meeste antivirale middelen richten zich [zelf] op de virussen. Dat betekent de componenten van de virussen, de virale enzymen, de oppervlakte-eiwitten, zei Pei-Yong Shi, hoogleraar biochemie en moleculaire biologie aan de medische afdeling van de Universiteit van Texas. Door verschillende delen van het virus aan te vallen, kunnen antivirale verbindingen voorkomen dat een virus cellen binnendringt of de reproductie ervan verstoren.

Bijvoorbeeld, remdesivir , in ontwikkeling door Gilead Sciences, wordt bestudeerd als een manier om Covid-19 te behandelen. Het werkt door te voorkomen dat het SARS-CoV-2-virus zijn genetische materiaal, RNA, kopieert, de instructies die het virus gebruikt om zichzelf te repliceren. Remdesivir lijkt op een onderdeel van RNA, maar wanneer het door het virus wordt opgenomen, stopt het kopieerproces. Cruciaal is dat remdesivir het virus voor de gek houdt, maar niet de menselijke cellen.

Proteaseremmers zijn een andere klasse van antivirale geneesmiddelen, zoals lopinavir en ritonavir die worden gebruikt voor de behandeling van HIV (het achtervoegsel -vir wordt gebruikt om een ​​antiviraal geneesmiddel aan te duiden, vergelijkbaar met hoe -cilline een antibioticum aanduidt). Deze verbindingen blokkeren een enzym in het virus dat normaal gesproken eiwitten afsnijdt, waardoor het virus andere cellen kan infecteren. Wanneer het enzym wordt geblokkeerd, rijpt het virus niet goed, waardoor het inert wordt.

Onderzoekers bestuderen ook hoe ze antilichamen kunnen gebruiken tegen een bepaald virus dat is verzameld van gemanipuleerde dieren of van mensen die eerder met hetzelfde virus zijn geïnfecteerd. Door antilichamen als behandeling toe te dienen, kan het immuunsysteem van de ontvanger een voorsprong krijgen bij het identificeren en elimineren van de virale dreiging in plaats van te wachten om zijn eigen antilichamen op te bouwen.

Er zijn ook medicijnen zoals interferonen die een algemene immuunrespons veroorzaken. Dit zijn een reeks signaalmoleculen die cellen in het lichaam resistenter maken tegen infecties, waardoor de verspreiding van een virus wordt geremd terwijl de rest van het immuunsysteem de achterstand inhaalt. Het wordt voornamelijk gebruikt om hardnekkige infecties zoals hepatitis B onder controle te houden.

Maar interferonen kunnen ernstige bijwerkingen hebben, zoals ontstekingen, dus het vereist: fijnafstemming om een ​​virus te behandelen zonder meer kwaad dan goed te doen. Artsen hebben interferon met andere antivirale geneesmiddelen gebruikt om Covid-19 in China te behandelen en onderzoekers onderzoeken deze benadering als een andere mogelijke therapie.

Artsen kunnen ook een aantal verschillende therapieën gebruiken om de reactie van het immuunsysteem op virussen te beperken, zoals koorts en ontstekingen, die soms meer schade aan een patiënt kunnen toebrengen dan het virus zelf. Ontstekingsremmende medicijnen zoals corticosteroïden en chloroquine worden vaak gebruikt om deze symptomen te verminderen.

En er zijn ook vaccins voor sommige virussen en pogingen om nieuwe te ontwikkelen. Dit zijn behandelingen die het immuunsysteem coachen om een ​​virus op te sporen en te bestrijden voordat een infectie plaatsvindt. Dit zijn krachtige hulpmiddelen voor het beheersen van virussen in een hele populatie, maar ze zijn lastig te optimaliseren voor een snel veranderende ziekteverwekker, en ze vereisen uitgebreide, tijdrovende tests om ervoor te zorgen dat ze veilig zijn voor een groot deel van de bevolking.

Maar zelfs als effectieve behandelingen op de markt komen, zal het virus waarschijnlijk een bedreiging blijven. Zoals we hebben geleerd met influenza (een andere ziekte van de luchtwegen veroorzaakt door virussen), zijn er ondanks bijgewerkte vaccins, nieuwe behandelingen en een lange geschiedenis van reacties op de volksgezondheid nog steeds tussen 12.000 en 60.000 doden door griep elk jaar in de VS. Covid-19 kan ook een aanhoudende bedreiging blijven.

De beste manier om een ​​virus te bestrijden is om de verspreiding van infecties te verminderen

Voor alle duidelijkheid: de beste manier om een ​​virus te bestrijden is om in de eerste plaats infecties te voorkomen. En dat hangt af van volksgezondheidsmaatregelen tijdens een uitbraak, zoals quarantaines en social distancing , evenals persoonlijke tactieken zoals robuust, handwas in 20 seconden met zeep.

Verwant

waar kan ik studio ghibli-films kijken

Hoe geannuleerde evenementen en zelfquarantaine levens redden, in één overzicht

Hoewel er een groot en groeiend aantal onderzoeken is naar medicijnen om virussen te beheersen, zijn ze nog steeds schaars. We hebben niet zoveel antivirale medicijnen voor acute infecties, zei Griffin. Je hebt vaak geen andere keuze dan het zijn gang te laten gaan.

Het ontwikkelen van nieuwe medicijnen kan jaren van testen vergen, en tegen die tijd kan een uitbraak zijn vervaagd of kan er een andere, meer bedreigende ziekteverwekker zijn ontstaan. Zelfs bij virussen waarvoor we antivirale middelen hebben, zoals griep, wordt de ziekte vaak niet op tijd ontdekt om het de behandeling waard te maken.

Andere virussen zoals HIV kunnen met medicijnen worden bestreden, maar niet worden geëlimineerd, omdat verborgen reservoirs van het virus in het lichaam achterblijven.

En binnen een populatie zijn er altijd mensen die vatbaarder zijn voor infecties, zoals mensen met een depressief immuunsysteem. Voor hen werken behandelingen en vaccins mogelijk niet, dus zijn ze afhankelijk van de mensen om hen heen om te worden geïmmuniseerd en om de juiste procedures voor infectiebeheersing te nemen.

Dit alles brengt ons terug bij preventie als de meest effectieve manier om virussen binnen een populatie te bestrijden. Dat betekent dat wereldwijd gecoördineerde actie een van de beste strategieën kan zijn om de kleinste ziekteverwekkers te bestrijden. En eenvoudige tools zoals zeep en water effectiever kunnen zijn in het bestrijden van een pandemie dan de beste medicijnen.