Zuid-Afrikaanse wetenschappers die nieuwe COVID-19-variant ontdekten, delen wat zij weten

Late vorig jaar heeft het Network for Genomic Surveillance in South Africa (NGS-SA) onder leiding van het KwaZulu-Natal Research Innovation and Sequencing Platform (KRISP) een zich snel verspreidende nieuwe variant van SARS-CoV-2 ontdekt, het virus dat COVID-19 veroorzaakt. De nieuwe variant, 501Y.V2 genaamd, roept kritische vragen op – onder meer of de huidige vaccins en behandelingen nog effectief zullen zijn.

Met de steun van de South African Medical Research Council en het Department of Science and Innovation heeft een groep van vooraanstaande Zuid-Afrikaanse virologen, immunologen, vaccinologen, infectieziektespecialisten en microbiologen sindsdien een consortium gevormd om specifieke wetenschappelijke vragen rond 501Y.V2 te behandelen. De kennis die zij genereren zal worden gedeeld met beleidsmakers en ontwikkelaars van vaccins, diagnostica en behandelingen. The Conversation Africa vroeg het consortium om de laatste update over hun werk aan 501Y.V2.

Wat is de wetenschap achter de zoektocht?

Virussen veranderen klassiek voortdurend, beetje bij beetje. Een veranderd virus wordt een “variant” van het oorspronkelijke virus genoemd; de essentiële kern van het virus blijft hetzelfde.

Veranderingen in de genetische code van het virus worden mutaties genoemd. De nieuwe variant, 501Y.V2 genaamd, heeft 23 mutaties gekregen in vergelijking met het oorspronkelijke SARS-CoV-2-virus. Belangrijk is dat 20 van de mutaties aminozuurveranderingen veroorzaken en acht bevinden zich in het spike-eiwit van SARS-CoV-2.

Wanneer de mutaties of genetische veranderingen gunstig zijn voor het virus, blijven ze bestaan. De veranderingen kunnen het virus in staat stellen beter te overleven of efficiënter te worden overgedragen.

We weten dat soortgelijke varianten met veel mutaties onafhankelijk van elkaar ook in het VK en Brazilië zijn ontstaan. Zuid-Afrika heeft een bijzonder goede onderzoekscapaciteit om varianten op te sporen en teams van onderzoekers zijn actief op zoek gegaan. Bovendien volgde het NGS-SA consortium een tip van klinisch personeel van een privé-ziekenhuis in de Nelson Mandela Bay in de Oost-Kaap provincie van het land. Klinici zagen ongebruikelijk hoge aantallen gevallen van COVID-19. Dit verklaart mogelijk waarom deze variant hier zo snel werd opgepikt.

Waarom is deze variant zorgwekkend?

De zorg is dat 501Y.V2 zich veel efficiënter tussen mensen kan verspreiden, in vergelijking met andere varianten van SARS-CoV-2.

De mutaties van 501Y.V2 omvatten veranderingen in een deel van het virus dat bekend staat als het spike-eiwit. Dit spike-eiwit van het virus haakt zich via een “receptor” vast aan de menselijke cel om de cellen binnen te dringen: zo begint de infectie. Het virus begint zich dan in de cellen te vermenigvuldigen. Uiteindelijk wordt het door de cellen losgelaten en kan het meer cellen infecteren.

De veranderingen in het spike-eiwit van 501Y.V2 zullen waarschijnlijk de binding met menselijke celreceptoren verbeteren, waardoor infectie gemakkelijker wordt en vermenigvuldiging in de gastheer toeneemt. Dit kan resulteren in grotere hoeveelheden virus in een geïnfecteerde persoon, die vervolgens gemakkelijker andere mensen kan infecteren. Het uiteindelijke resultaat zou een snellere verspreiding onder de mensen kunnen zijn.

Wetenschappers hebben geconstateerd dat 501Y.V2 snel “dominant” is geworden onder de vele varianten die onder de Zuid-Afrikaanse bevolking circuleren. Dit wijst er sterk op dat de nieuwe mutaties van deze variant een transmissievoordeel bieden. In sommige regio’s van Zuid-Afrika is meer dan 80% van de virussen die momenteel bij besmette mensen zijn geïsoleerd, nu 501Y.V2.

Dit betekent waarschijnlijk dat de meeste mensen die nu besmet zijn, een coronavirus hebben dat gemakkelijker overdraagbaar is.

De nieuwe varianten die in het VK en Brazilië zijn geïdentificeerd, hebben veel vergelijkbare mutaties en mogelijk vergelijkbare uitkomsten. Onderzoek bevestigde een grotere overdraagbaarheid in het VK.

Daarnaast toont nieuw onderzoek uit Zuid-Afrika aan dat 501Y.V2 kan ontsnappen aan antilichamen die zijn gegenereerd bij eerdere infectie. Dit betekent dat antilichamen van mensen die besmet waren met eerdere varianten mogelijk minder goed werken tegen 501Y.V2.

Het onderzoeksteam gebruikte bloedplasma van patiënten die COVID-19 hadden in de eerdere pieken om te zien of antilichamen in hun bloed 501Y.V2 konden neutraliseren, of ondoeltreffend maken. Zij ontdekten dat de antilichamen van deze patiënten minder goed in staat waren om 501Y.V2 te neutraliseren in vergelijking met eerdere COVID-19-varianten in Zuid-Afrika. Ongeveer een zes- tot 200-voudige hogere plasmaconcentratie was nodig om 501Y.V2 in een laboratoriumsetting te neutraliseren.

Ondertussen komt onderzoek van een andere groep in Zuid-Afrika tot vergelijkbare conclusies. Het team testte de antilichaamrespons van bloedplasmamonsters van 44 mensen die eerder waren geïnfecteerd met eerdere varianten van COVID-19. Ze ontdekten dat bijna de helft van de geteste plasma’s 501Y.V2 niet kon neutraliseren – in een laboratoriumomgeving.

Deze gegevens geven reden tot bezorgdheid. Maar er moet meer werk worden verricht voordat we categorisch kunnen zeggen wat dit betekent voor de immuniteit van mensen tegen 501Y.V2, evenals de implicaties voor vaccins die zijn ontworpen voor de eerdere varianten. Dit komt omdat onze immuunrespons op infecties en vaccins meer omvat dan alleen antilichamen.

veroorzaakt deze variant andere symptomen of ernstiger ziekte?

Dit is een onderwerp van lopend onderzoek. Tot dusver hebben clinici en wetenschappers die in de frontlinie werken, geen verschillen waargenomen in de symptomen bij mensen die besmet zijn met de nieuwe variant, vergeleken met mensen die besmet zijn met andere varianten. Het ziet er dus niet naar uit dat het virus mensen zieker zal maken, of tot meer sterfgevallen zal leiden.

In dit stadium lijkt het er ook op dat de nieuwe variant een vergelijkbaar ziektespectrum veroorzaakt – oudere mensen, mannen, en mensen met bepaalde andere medische aandoeningen doen het slechter.

De klinische behandeling blijft precies hetzelfde: zuurstoftherapie wanneer mensen dat nodig hebben, steroïden (zoals dexamethason) voor mensen met een ernstiger ziekte, en bloedverdunnende medicatie om bloedstolsels te voorkomen, een veel voorkomende complicatie van COVID-19. De belangrijkste therapie waarvan is bewezen dat ze het aantal sterfgevallen vermindert, is dexamethason, die de overactieve immuunrespons op het virus aanpakt, niet het virus zelf.

Beschermen de huidige vaccins waarschijnlijk tegen de nieuwe variant?

Onderzoek is aan de gang. Totdat het tegendeel is aangetoond, is het redelijk te verwachten dat vaccins effectief zijn tegen deze variant, zoals tot nu toe is aangetoond in klinische trials.

Vaccins beschermen ons door een immuunrespons te veroorzaken tegen het spike-eiwit van het virus. De vaccins stellen het spike-eiwit voor aan het immuunsysteem, dat het herkent als vreemd – een indringer – en een immuunrespons op het eiwit geeft. Wanneer het lichaam later het eigenlijke virus tegenkomt, is de immuunrespons klaar om het te herkennen en te vernietigen voordat het ziekte veroorzaakt.

Een deel van de immuunrespons is de aanmaak van antilichamen. Antilichamen binden zich aan het virus, waardoor het niet besmettelijk wordt. We weten dat sommige delen van de spikeiwitten in de nieuwe variant zijn veranderd, zodat de antilichamen die door de vaccins worden aangemaakt, deze mogelijk minder goed herkennen dan voorheen. Maar het is waarschijnlijk dat de door het vaccin geïnduceerde antilichamen ook andere delen van deze doelwit-spikeiwitten zullen herkennen. Bovendien zouden andere armen van de door vaccins geïnduceerde immuunrespons, zoals de T-celrespons, die ook belangrijk is bij de bestrijding van virussen, ook kunnen compenseren.

Het lopende onderzoek valt uiteen in twee categorieën:

Eerst wordt bloed van mensen die COVID-19-vaccins hebben gekregen, gebruikt om te zien of de antilichamen in dit bloed, die door het vaccin zijn geïnduceerd, het virus in een reageerbuis kunnen neutraliseren. Als dat het geval is, werkt het vaccin waarschijnlijk even goed tegen 501Y.V2 als tegen andere varianten.

Ten tweede bestuderen onderzoekers welke varianten aanwezig waren bij mensen die deelnamen aan proeven met vaccins en toch COVID-19-ziekte ontwikkelden. Als er meer 501Y.V2 wordt geïdentificeerd in vergelijking met andere varianten, is het waarschijnlijk dat het vaccin niet zo goed werkt tegen 501Y.V2.