Hamsters in de strijd tegen het coronavirus

Hoe lelijk een virus kan huishouden, bewijst de coronapandemie nog elke dag. Als er een les is die we kunnen trekken uit deze wereldwijde gezondheidscrisis, dan misschien dat we klaar moeten staan met antivirale middelen. Want er zullen nog virussen de kop opsteken en krachtige remmers kunnen dan een uitbraak helpen indijken, zeker voor er vaccins beschikbaar zijn. Maar hoe test je precies de werkzaamheid van een nieuw medicijn? En wat als muizen als proefdier niet kunnen worden gebruikt omdat ze niet gevoelig blijken voor infectie met het virus?

Ruim een jaar geleden, op 20 januari 2020, ging er een alarmbel af in het Rega Instituut van de KU Leuven. Professor Johan Neyts, hoofd van het laboratorium Virologie: “We wisten meteen hoe laat het was, toen officiële rapporten uit China de overdracht van het coronavirus van mens op mens bevestigden. Met man en macht – ons team telt een 40-tal mensen die normaal op allerlei virussen werken – zijn we beginnen zoeken naar een vaccin én therapie voor COVID-19. Belangrijk, want je kan niet voor elk virus een vaccin ontwikkelen maar wel een krachtige remmer – denk aan het hiv-virus.”

Maar eerst moest het team van Neyts het SARS-CoV-2-virus in handen krijgen. Het ging immers om nieuw genetisch materiaal dat nooit eerder bij de mens circuleerde. “We beschikten wel al over de genetische code van het virus, die de Chinese teams online hadden gedeeld. Maar het was wachten tot collega’s Van Ranst en Maes het virus hier konden opkweken, op basis van een neusswab bij de eerste besmette Belg die uit Wuhan terugkeerde. Vanaf toen konden we écht aan de slag en starten met infectiemodellen bij proefdieren.”

Handtamme hamsters

Om te kunnen inschatten of een vaccin of therapie goed werkt, heb je goede proefdiermodellen nodig. Alleen stelde er zich al snel een probleem: de muis, die het vaakst wordt ingezet als proefdier, bleek weinig vatbaar voor het nieuwe coronavirus.

“We hebben verschillende lijnen van muizen bekeken, maar na infectie bleek het virus zich gewoon te weinig in de longen te vermenigvuldigen. Transgene muizen kan je wel inzetten, via de menselijke receptor die ze aanmaken, kan het virus muizen makkelijk infecteren. Collega Lambrecht aan de UGent bestudeert dergelijke muismodellen. Wij zijn alvast in het voorjaar snel gaan zoeken naar andere diermodellen en zijn zo uitgekomen bij de hamster, een succes.”

In tegenstelling tot muizen blijken hamsters erg gevoelig voor infectie met SARS-CoV-2. Bij de diertjes die het virus op de neus krijgen gedruppeld, vermenigvuldigt het zich massaal in de luchtwegen en longen. Dat is duidelijk te zien op de CT-scan: de hamsters vertonen een ziektebeeld dat vergelijkbaar is met dat bij de mens. Bovendien leent het hamstermodel zich ook om de impact te onderzoeken bij afwijkingen in het immuunsysteem.

Johan Neyts: “Een fantastisch model dus, al is het omslachtiger werken dan met muizen. Hamsters zijn niet alleen groter, waardoor ze meer ruimte innemen omdat ze maar met een of twee in een kooi kunnen. Ze moeten ook eerst handtam gemaakt worden.”

“De hamsters – die wij volgens een zeer strikte procedure aangeleverd krijgen via een gespecialiseerde kweker – zijn het niet gewend om vastgepakt te worden. In het animalium maken verzorgers daarom tijd vrij om met de dieren te spelen, zo worden ze snel tam en kunnen we hen makkelijk inzetten in het onderzoek. Zelf hebben de hamsters, vreemd genoeg, trouwens nauwelijks last van corona: ze verliezen geen gewicht, lijken niet ziek en na twee weken zijn de longen hersteld.”

Snelle immuniteit

De eerste Leuvense resultaten op hamsters zijn alvast veelbelovend. Het kandidaat-coronavaccin dat het Rega Instituut ontwikkelde en dat normaal gezien in 2022 op de markt zal komen, beschermt de hamsters al na tien dagen na vaccinatie compleet tegen het virus. Met een enkele dosis, waar de huidige vaccins twee doses vereisen. Bovendien beschermt dit vaccin – dat als enige ter wereld gebaseerd is op het gelekoortsvaccin, een van de allereerste vaccins én een van de beste door zijn levenslange immuniteit – ook tegen overdracht van het coronavirus.

Investeren in virusremmers

Naast het vaccin, sleutelt Neyts met zijn team ook aan antivirale middelen. “Je mag het belang van krachtige virusremmers niet onderschatten. Als men begin 2020 coronaremmers had kunnen inzetten om de eerste COVID-19-patiënten in Wuhan te behandelen, samen met hun contacten, dan had men de uitbraak mogelijks kunnen bedwingen. Misschien hadden we het virus niet helemaal kunnen lamleggen, maar we zouden sowieso kostbare tijd hebben gewonnen.”

“Wij virologen waarschuwen al jaren voor nieuwe virussen die kunnen opduiken en de nood aan antivirale therapie. We moeten voorbereid zijn, en dat kan alleen door virusremmers te ontwikkelen voor elke virusfamilie waarvan we denken dat er gevaarlijke varianten uit kunnen ontstaan. Een vaccin kan je helaas niet op voorhand maken, dat kan pas als je de vijand kent.”

Van bepaalde virusfamilies zijn we relatief zeker dat er vroeg of laat een nieuwe variant zal opstaan. “We hebben het geluk dat er voor dit coronavirus een vaccin ontwikkeld kon worden, voor heel veel virussen is dat nog niet gelukt. Bovendien vallen sommige virussen nog mee van besmettingsgraad. Iemand met corona besmet gemiddeld twee tot drie anderen, bij mazelen zijn dat er ongeveer vijftien. Je kan je inbeelden hoe snel de curve zou ontploffen mocht er zo’n virus beginnen circuleren … Daarom is het belangrijk om remmers op de plank te hebben liggen. Technologisch kunnen we dat.”

In het Rega Instituut staat het enige volautomatisch laboratorium van het hoogste bioveiligheidsniveau ter wereld: Caps-It. Deze luchtdichte box is sinds 2019 operationeel en laat toe om 7 dagen op 7, de klok rond, stoffen te testen tegen gevaarlijke virussen. Intussen zijn er al 1,8 miljoen moleculen gescreend op SARS-CoV-2. “Ik ben blij dat we dit platform, met steun van het FWO en de KU Leuven, hebben kunnen ontwikkelen. Je moet gewoon heel veel testen om iets te vinden dat potentieel heeft en waaruit hopelijk een virusremmer tegen corona kan volgen. Die middelen kunnen we dan verder in cel- en weefselkweekjes testen en daarna in ons hamstermodel.”