Ruimtelijke verspreiding van Mopeia virus in contrasterende habitats

Benny Borremans
Wilde virussen

Slechts een klein deel van de virussen komt voor bij mensen, en daarvan zijn de meeste infecties eerder per ongeluk: in normale omstandigheden komt een virus voor in zijn echte gastheer, wat bijvoorbeeld een muis of een hond kan zijn, maar evengoed een mier of een soja plant. Meestal is het echter zo dat een virus weinig of niet schadelijk is voor zijn gastheer, doordat het virus en de gastheer aan elkaar zijn aangepast na duizenden jaren evolutie.

Ruimtelijke verspreiding van Mopeia virus in contrasterende habitats

Wilde virussen

Slechts een klein deel van de virussen komt voor bij mensen, en daarvan zijn de meeste infecties eerder per ongeluk: in normale omstandigheden komt een virus voor in zijn echte gastheer, wat bijvoorbeeld een muis of een hond kan zijn, maar evengoed een mier of een soja plant. Meestal is het echter zo dat een virus weinig of niet schadelijk is voor zijn gastheer, doordat het virus en de gastheer aan elkaar zijn aangepast na duizenden jaren evolutie. Soms kan het echter gebeuren dat een virus in een foute gastheer terechtkomt, wat onvoorspelbare en soms zeer schadelijke gevolgen kan hebben. De recente H1N1-griep is hier een voorbeeld van: er wordt gedacht dat dit virus normaal gezien enkel voorkomt bij varkens, maar dat het door enkele mutaties toch bij de mens is terechtgekomen, met de huidige pandemie tot gevolg.

Het is vanuit dit oogpunt belangrijk om zoveel mogelijk te weten te komen over alle aspecten van virussen. Zowel over virussen die voorkomen bij mensen als over virussen die enkel bij andere dieren en planten voorkomen. Deze virussen zouden immers op een bepaald moment bij mensen kunnen terechtkomen, en dan is het voordeliger om voorbereid te zijn. Informatie over de ecologie van een virus in zijn natuurlijke gastheer is van belang om de ruimtelijke en temporele variatie in het voorkomen van de infectie te begrijpen, het risico voor mensen te kunnen inschatten en eventueel bestrijdingsstrategieën te bedenken.

Een voorbeeld van een ziekte veroorzaakt door een tropisch virus is Lassakoorts, een veelvoorkomende ziekte die gekenmerkt wordt door hevige koorts en bloedingen, en jaarlijks verantwoordelijk is voor honderdduizenden infecties waarvan ong. 5000 sterfgevallen. Het wordt veroorzaakt door het West-Afrikaanse Lassa virus, een RNA-virus van de familie van de Arenavirussen. Door de kans op sterfte bij infectie en de hoge besmettelijkheid wordt het virus beschouwd als een “bioveiligheid klasse 4” pathogeen, samen met andere dodelijke collega's zoals Ebola virus. Lassa virus komt normaal gezien voor in muizen (de veeltepelmuis Mastomys natalensis, zie figuur 1) die zelf geen schade ondervinden van het virus maar het wel op elkaar en op mensen overdragen. De transmissie gebeurt meestal via de luchtwegen, door het inademen van virussen die door de muizen uitgescheiden worden via urine, uitwerpselen of speeksel. Het is niet geweten of het virus lang kan overleven buiten de gastheer, maar over het algemeen wordt aangenomen dat de overdracht rechtstreeks is (d.w.z. het virus wordt van gastheer naar gastheer overgedragen zonder lange vrijlevende fase in de natuur). Onderzoek op Lassa virus is al gaande sinds het ontdekt werd in 1969, maar wordt sterk bemoeilijkt door de noodzakelijke veiligheidsvoorschriften. Er bestaat echter een geschikt alternatief om verschillende aspecten rond Lassakoorts te onderzoeken: in Oost-Afrika circuleert er wel Mopeia virus, een virus dat zeer nauw verwant is aan Lassa virus en in dezelfde muizensoort voorkomt, maar blijkbaar geen mensen besmet. Het is m.a.w. een virus dat zeer sterk lijkt op het schadelijke Lassa virus, maar veel veiliger is om te onderzoeken. Kennis die wordt opgedaan over Mopeia virus kan in vele gevallen worden toegepast op Lassa virus, en draagt daarom bij tot het bestrijden en controleren van Lassakoorts.

Er zijn verschillende aspecten van Lassa virus en Mopeia virus die nog onbekend zijn, en 1 van deze hiaten in de kennis is het voorkomen in de natuur. Het is niet precies geweten of de virussen enkel in bepaalde natuurtypes zoals bijvoorbeeld bos of grasland voorkomen, of waarom Lassa virus enkel voorkomt in West-Afrika en Mopeia virus alleen in Oost-Afrika. Onze studie had als doel hier meer duidelijkheid in te brengen, door te kijken of er een verschillend voorkomen is van Mopeia virus in verschillende habitats (omgevingen waarin een bepaald organisme kan voorkomen), en waarom dit dan zo zou zijn. Volgens de algemene epidemiologische theorie zou het meest waarschijnlijke scenario zijn dat de overdracht van virussen afhankelijk is van de densiteit van de muizenpopulatie waarin het virus voorkomt. M.a.w. als op een bepaalde oppervlakte de muizendensiteit hoog is, dan is er meer kans dat individuen met elkaar in contact komen en het virus overgedragen wordt dan wanneer er weinig muizen zijn en er minder contact is tussen de dieren.

Voor deze studie ging ik als Master student Biologie aan de Universiteit Antwerpen (UA) samen met begeleidster Dr. Joëlle Goüy de Bellocq gedurende 2 maanden naar Tanzania, naar een gebied waarvan geweten is dat er Mopeia virus voorkomt. Het onderzoek gebeurde in samenwerking met de Sokoine University in Morogoro, waarmee mijn promotor Prof. Herwig Leirs sinds de jaren '80 een nauwe samenwerkingsband heeft opgebouwd.
Ter plekke hebben we eerst gezocht naar biotopen waarin de veeltepelmuizen zouden kunnen voorkomen, maar die toch zoveel mogelijk van elkaar verschillen. We vonden 3 zeer verschillende types habitat (zie figuur 2) waar we muizen hebben gevangen en via bloedstalen gecontroleerd op de aanwezigheid van antilichamen tegen Mopeia virus.

In elk type habitat werden muizen gevangen. In de vochtige groentekwekerijen en de braakliggende landbouwgrond werden gelijkaardige aantallen muizen gevonden met een gemiddelde van 42 muizen per ha, terwijl de muisdensiteiten in de jonge bossen veel lager waren (gemiddeld 5/ha).
De prevalenties (de percentages positieve individuen in een populatie) in de groentekwekerijen en de braakliggende landbouwgronden waren, zoals verwacht, vrij gelijkend op elkaar en hoger dan in het jonge bos. Niettemin vonden we in het jonge bos, waar zeer weinig muizen te vinden waren, toch ook enkele individuen die positief testten voor antilichamen tegen Mopeia virus.

Dit resultaat kan op verschillende manieren geïnterpreteerd worden. Enerzijds kan het betekenen dat de overdracht van Mopeia virus niet afhankelijk is van de densiteit, maar wel van de frequentie van contacten tussen de dieren (zoals bvb. het geval is voor seksueel overdraagbare aandoeningen). Daarnaast zou het kunnen dat de overdracht wel degelijk densiteitsafhankelijk is, maar dat de ruimtelijke schaal van onze studie niet toeliet dit te observeren. Het zou immers kunnen dat de muizenpopulaties zich over een groter gebied verspreiden dan gedacht. De muizen in het jonge bos zijn dan misschien niet lokaal besmet met Mopeia virus, maar zijn “overlopers” vanuit gebieden met hoge densiteiten zoals de velden. Een analogie hiervan kan ook doorgetrokken worden naar de huidige Mexicaanse griepepidemie: het H1N1 virus wordt frequenter overgedragen wanneer er meer contact is tussen mensen, waardoor de prevalentie hoger zal zijn in dichtbevolkte gebieden. Het zou dan kunnen dat het virus normaal gezien niet voorkomt in gebieden die zeer laagbevolkt zijn (~ jong bos), maar dat wanneer een willekeurige selectie van mensen in dit gebied getest wordt op de aanwezigheid van het virus, er toch iemand positief bevonden wordt doordat die persoon toevallig otp die plaats is voor bvb. toerisme of werk. In dat geval zou het kunnen lijken alsof de overdracht van het virus niet afhangt van de densiteit, alhoewel dat wel het geval is.

De implicaties hiervan zijn belangrijk voor toekomstige studies en voor maatregelen die getroffen zouden worden tegen het virus (Mopeia virus of het gevaarlijke West-Afrikaanse Lassa virus). Er moet namelijk rekening worden gehouden met de kans dat de overdracht van het virus gebeurt op een grotere ruimtelijke schaal dan voordien misschien gedacht werd, wat wil zeggen dat de bestrijding van bvb. een populatie veeltepelmuizen over een voldoende groot gebied moet gebeuren.

Bibliografie

Borremans B 2009. Ruimtelijke dynamiek van de verspreiding van Mopeia virus in contrasterende habitats. Master thesis – Universiteit Antwerpen.
Begon M, Townsend C R, Harper J L 2006. Ecology: from individuals to ecosystems. Ed. 4. Blackwell Publishing Ltd.
Günther S, Lenz O 2004. Lassa virus. Critical reviews in clinical laboratory sciences 41: 339-390.
Leirs H 1994. Population ecology of Mastomys natalensis (Smith, 1834). Implications for rodent control in Africa. Belgian Administration for Development Cooperation, Agricultural Ed. N°35, Brussel.
Trifonov V, Khiabanian H, Rabadan R 2009. Geographic Dependence, Surveillance, and Origins of the 2009 Influenza A (H1N1) Virus. The New England Journal of Medicine 361: 115-119.
Van Hooft P, Cosson J F, Vibe-Petersen S, Leirs H 2008.Dispersal in Mastomys natalensis mice: use of fine-scale genetic analyses for pest management. Hereditas 145: 262-273.
WHO 2007. The world health report 2007—a safer future: global public health in the 21st Century.