Wat is een virus?

Na 3 jaar in een pandemie veroorzaakt door een virus, is er erg veel onbegrip en desinformatie over wat een virus eigenlijk is. Niet onbegrijpelijk, de wetenschappelijke gemeenschap is ook herhaaldelijk van mening veranderd over wat virussen zijn. Virussen werden gezien als vergif en zelfs als chemicaliën. Nu worden ze gezien als iets tussen leven en niet-leven. Zelf kunnen virussen zich niet vermenigvuldigen, ze hebben een levende cel nodig die ze voor eigen doeleinden misbruiken.
Bron "examples of viruses": https://www.genome.gov/genetics-glossary/Virus

Omdat virussen iets zijn tussen leven en niet-leven werden ze veelal genegeerd en niet begrepen. Dat is bij niet-experts vaak nog steeds het geval. We weten nu echter dat het zeer belangrijke spelers zijn in de algemene geschiedenis van evolutie en het leven. De eerste onderzoeken naar virussen kwam door de associatie met ziekte. “Virus” komt uit het Latijn en betekent; slijmerige vloeistof. Al in de 17de eeuw werd het woord in Nederland gebruikt, als ziekmakende vloeistof of gif. Zo bleef het tot in de jaren 1950.
​
Aan het einde van de 19de eeuw werd ontdekt dat hondsdolheid en mond-en-klauwzeer veroorzaakt werden door deeltjes die leken op bacteriën, maar veel kleiner waren. Ze konden van de ene host naar het andere worden overgebracht met duidelijk ziekmakende effecten. Experimenten leken aan te geven dat virussen een eenvoudige, maar zeker geen gemakkelijke, levensvorm waren. Er zijn zeer veel verschillende soorten virussen, ze variëren veel en gelijken vaak niet op elkaar. En toch werden ze in 1935 weer gedegradeerd tot chemicaliën.
 
Wendell M. Stanley en collega's, (Rockefeller University, NY), kristalliseerden het tabaksmozaïekvirus. Dit leek geheel niet op de cellen die toen al wel bekend waren. Het had moleculen maar geen, zoals in de cel aanwezige, systemen. Stanley kreeg zelfs de Nobelprijs (1946), niet voor geneeskunde maar voor scheikunde! Met de ontdekking van DNA en vervolgens RNA (jaren 1950 en 1960), blijkt dat een virus genetisch materiaal bevat, uniek voor dat virus en geheel niet aanwezig in de gastheer of andere levensvorm.

Bron virus tree: ​https://www.kinopharma.com/english/pipeline/strategy.html 

Een virus is dus DNA of RNA, omgeven door een mantel van eiwit en soms ook vet. De mantel beschermt het genetische materiaal terwijl 1 of meerdere eiwitten in de mantel nodig zijn voor het binnendringen van de gastheercel. Een virus is geheel afhankelijk van de gastheercel en lijkt inactief.  Echter, wanneer het de gastheercel binnendringt, ontdoet het virus zich van de mantel en stelt het de beschermde genetische code bloot aan de eiwitten in de gastheercel. Deze behandelen de code veelal net zoals de eigen code en gaan aan de slag om het te vertalen in eiwitten.

Bron virus cartoon; ​https://www.genome.gov/genetics-glossary/Virus

Virussen parasiteren in wezen alle biomoleculaire aspecten van het leven. Ze zijn afhankelijk van de gastheercel voor de grondstoffen en energie die nodig zijn voor het maken van genetische code, eiwitten en vetten, zelfs transport. Het resultaat van deze activiteiten zijn en de productie van alle virale eiwitten en replicatie van het virale DNA of RNA: alle bouwstenen om vele nieuwe virusdeeltjes te maken. Deze nieuwe deeltjes kunnen dan nieuwe cellen of nieuwe gastheren infecteren.
 
De meeste virussen zijn zeer klein en alleen met een elektronenmicroscoop te zien. Dit, samen met de afhankelijkheid van gastcellen, heeft veel onbegrip gecreëerd. Virussen “lenen leven”. Het tijdperk van moleculaire biologie heeft ons veel wijzer gemaakt om virussen te begrijpen. Met hulp van moleculaire technieken en kennis van celbiologie weten we hoe virussen zich gedragen, hoe ze binnendringen, welke stukken van hun genetische materiaal waarvoor dienen. Dit is zeer belangrijk, aan de hand hiervan kunnen medicijnen ontwikkeld worden. Daarnaast kunnen we virussen nu detecteren en onderzoeken, zoals met PCR en sequencing (ontrafelen van elke letter van de genetische code), ook zonder dat we het virus hoeven te isoleren. Alle informatie zit namelijk in de unieke genetische code de we kunnen ontcijferen. Een virus is dus iets relatief eenvoudigs; een voorloper van meer complexe vormen van replicatie misschien. Het is al gemaakt van de fundamentele bouwstenen die nodig zijn voor complexe vormen van leven. Virussen grenzen tussen leven en niet-leven.
​
Virussen hebben een lange evolutionaire geschiedenis, die teruggaat tot de oorsprong van het leven. Sommige virale eiwitten, b.v. die beschadigd DNA verwijderen en herstellen, hebben waarschijnlijk al miljarden jaren vrijwel onveranderd bestaan. Virussen hebben een grote rol gespeeld in de evolutie van leven. Ze kunnen genetisch materiaal uitwisselen met gastheercellen. Sommige virussen blijven aanwezig in de gastheercel en profiteren zo heel lang van het replicatieapparaat van de cel om zich langzaam voort te planten. Een virus kan zelfs permanent in de gastheer genetische code worden opgenomen en virale genen toevoegen die uiteindelijk een cruciaal onderdeel worden van de gastheer zelf. Dit kan een grote en snelle stap veroorzaken in de ontwikkeling van de gastheer. 

Bron retrovirus infectie cyclus; https://veteriankey.com/retroviridae-2/

De vele virussen, de enorme genetische diversiteit en mutatie snelheid maken de virussen een zeer grote bron van genetisch materiaal en innovatie. Nieuwe genen, en dus nieuwe eiwitten, worden snel ontwikkeld en geselecteerd als ze bruikbaar zijn. 

​​Virussen zijn dus belangrijk voor het leven: ze beïnvloeden al het leven op aarde. Zelf veranderen ze ook, zoals we nu merken met SARS-CoV-2 die de sprong naar de mens heeft gemaakt. Virussen kunnen soms zelfs bepalen wat er zal overleven. Onderschat deze kleine bundels van informatie niet!