De oorsprong van AIDS

AIDS wordt veroorzaakt door het Human Immunodeficiency Virus (HIV). Het HIV is een lentivirus uit de groep van de retrovirussen. Om te achterhalen waar AIDS vandaan komt en hoe AIDS zich zo snel heeft kunnen verspreiden, moet dus gekeken worden naar de herkomst van HIV en de verspreidingsroutes. Op dit moment zijn er twee typen HIV bekend die HIV-1 en HIV-2 genoemd worden.

23 mei 2002

Afrikaanse apen

Biologen die zich bezighouden met de oorsprong van soorten, maken stambomen die de afstamming van soorten in kaart brengt. Aan een stamboom kun je zien welke soorten nauw verwant zijn met elkaar en wat hun gemeenschappelijke voorouder is. Een stamboom kun je maken op grond van uiterlijke kenmerken. Zo lukte het paleontologen aan de hand van fossielen een stamboom te maken waaruit af te lezen is hoe een prehistorisch paard is geëvolueerd tot een paard zoals wij die in de wei zien draven.

Maar een stamboom hoeft niet alleen de afstamming van soorten in kaart te brengen die allang zijn uitgestorven. Je kunt ook een stamboom maken van jouw eigen afkomst waarin jouw directe voorouders staan. Een stamboom met daarin jijzelf, je vader en moeder, je opa’s en oma’s en je overgrootouders zou je bijvoorbeeld kunnen maken op grond van overeenkomst in uiterlijk aan de hand van foto’s.

Betrouwbaarder is waarschijnlijk een stamboom op grond van de overeenkomt van jullie DNA. Jouw DNA lijkt namelijk meer op dat van je vader dan op dat van je opa, omdat je meer verwant bent aan je vader dan aan je opa. Om nu een stamboom van het HIV te maken heeft men het DNA van een heleboel verschillende varianten van het virus vergeleken. Om er achter te komen welk ‘voorouder-virus’ er bij HIV-1 en HIV-2 hoort zoeken biologen naar een virus waarvan het virale DNA het meest lijkt op dat van HIV-1 of HIV-2. Ze zoeken als het ware naar nauw verwante virussen, zeg maar neefjes en nichtjes van HIV.

Deze neefjes- en nichtjesvirussen zijn gevonden in Afrika bij apen. Het neefje van HIV heet SIV. De S in SIV komt van het Engelse woord simian, dat aapachtig betekent. Er zijn reeds 26 apensoorten bekend die het virus bij zich dragen, variërend van chimpansees tot mandrilapen. Apen die besmet zijn met SIV worden zelf niet ziek en krijgen geen apen-AIDS, maar zij kunnen het virus wel overdragen op andere apen en ook op mensen. Hierover is verderop meer te lezen.

Evolutie van het paard

Stamboom

Zoals gezegd hebben HIV-1 en HIV-2 verschillende voorouders. Dat is mooi te zien in de stamboom (zie figuur 1). De voorouder van HIV-1 schuilde in de chimpansee, die van HIV-2 in een zwarte mangabey (een meerkatsoort). De zwarte vertakkingen geven de evolutie aan van SIV in zijn gastheer. SIVcpz is het virus dat afkomstig is van chimpansees (cpz komt van het Engelse chimpanzee). SIVsm is afkomstig van de zwarte mangabey (sm komt van het Engelse sooty mangabey).

De rode vertakkingen geven de evolutie aan in de mens. De meest verwante virussen staan in tweetallen onder elkaar en worden verbonden door hun gemeenschappelijke voorouder. Dit is te zien als een ‘oogje’. De stamboom laat zien welke HIV-typen verwant zijn aan de bijbehorende SIV-neefjes en -nichtjes.

Te zien is dat HIV-1 in drie groepen uiteenvalt. Te weten: HIV-1 O, HIV-1 N en HIV-1 M. HIV-2 valt in 6 groepen uiteen (A t/m F). De pijlen laten de overdracht van het virus van aap naar mens zien. Met andere woorden: wanneer SIV in HIV veranderde. In het verleden is er dus wel 7 keer een overdracht geweest van aap naar mens.

figuur 1

Chimpansee

Zwarte Mangabey (een meerkatsoort)

Wetenschappelijk bewijs

Om aannemelijk te maken dat HIV zich heeft verspreid via apen worden er vier criteria genoemd:

1) Overeenkomsten tussen het virale DNA van HIV en SIV laten zien dat deze virussen zeer nauw verwant zijn.

2) Hoe meer apen besmet zijn met het virus, hoe groter de kans is dat een mens met een besmette aap in aanraking komt.

3) Overeenkomt in de plek waar SIV besmette apen leven met de plek waar mensen voorkomen met nauw verwante HIV varianten, maakt het aannemelijk dat op die plek de apen de bron van de besmettingshaard vormen.

4) Er is een aannemelijke verspreidingsroute waarlangs het virus van aap naar mens overgegaan is.

Aan al deze criteria is voldaan bij het oplossen van de puzzel over de oorsprong van het virus. Ten eerste blijkt het DNA van HIV-2 het meeste te lijken op dat van SIVsm. Ten tweede blijkt dat 1 op de 5 apen besmet is met het virus. Ten derde komt de plek waar mensen met HIV-2 leven overeen met het gebied waar de apen voorkomen. Als laatste blijkt dat de inheemse bevolking jaagt op de sooty mangabey voor het vlees en dat de kinderen van de gedode ouders vaak als huisdier worden grootgebracht.

Al deze feiten maken het dus zeer aannemelijk dat mensen in aanraking komen met besmette apen en zo het virus hebben gekregen. Van HIV-1 is het meest gelijkende SIV-virus gevonden in de chimpansee-ondersoort Pan troglodytes troglodytes Het blijkt dat het SIVcpz voorkomt op plekken waar alledrie de typen HIV-1 (M, N en O) circuleren. Dit maakt het aannemelijk dat op deze plek het virus voor het eerst werd overgedragen van aap naar mens. Bovendien wordt in West Centraal Afrika regelmatig gejaagd op chimpansees om het vlees en om er tamme dieren van te maken.

Moleculaire klok

Hoe oud het HIV is, kan niet precies gezegd worden. Wel is geprobeerd te achterhalen wanneer de eerste mens het virus heeft gekregen van een aap. De eerste bloedmonsters waarvan bekend is dat er HIV in zat, komen van een persoon uit het westen van equatoriaal Afrika. Deze persoon bleek het HIV-1 type M te hebben.

Dit type M komt over de wereld het meeste voor en is daarmee de grootste veroorzaker van AIDS. In het gebied waar het eerste bloedmonster vandaan komt, komen ook de drie groepen HIV-1 (M, N en O) naast elkaar voor. Daarom is het aannemelijk dat zich hier de bron bevindt van de AIDS-epidemie.

Biologen gebruiken wiskundige modellen, gebaseerd op veranderingen in het DNA die gedurende de loop der evolutie optreden, om te schatten hoe oud de gemeenschappelijke voorouder van het virus is geweest. Deze techniek wordt een moleculaire klok genoemd. Aan de hand van deze klok schat men dat de eerste besmettingen met de voorouder van HIV aan het begin van de 20e eeuw (rond 1930) zijn geweest. Zoals gezegd nemen wetenschappers aan dat het AIDS veroorzakende virus van apen afkomstig is, maar hoe hebben deze besmettingen plaatsgevonden?

De eerste mensen die AIDS kregen zijn waarschijnlijk inheemse Afrikanen geweest die met besmette apen in aanraking zijn gekomen. Apen worden in Afrika sinds jaar en dag gevangen om op te eten en om er huisdieren van te maken. De mensen lopen het risico besmet te raken doordat ze met het bloed van de apen in aanraking komen.

Dit kan gebeuren bij het doodmaken van de apen, als het vlees in stukken wordt gesneden, maar ook als het vlees rauw wordt opgegeten. De inheemse bevolking komt al jaren op deze manier met apen in contact. Hoe is het dan mogelijk dat pas aan het eind van de 20e eeuw AIDS een epidemie werd?

Aannemelijk is dat al eeuwen lang mensen besmet raakten met het virus en aan de gevolgen van AIDS overleden zijn. Waarschijnlijk vonden deze besmettingen op kleine schaal plaats en doofden de lokale haarden na verloop van tijd weer uit.

Waarom pas in aan het eind van de 20e eeuw AIDS een epidemie werd, kan aan een aantal sociale factoren hebben gelegen. Zo kunnen verstedelijking, slavernij en prostitutie bijgedragen hebben aan de verspreiding. Maar ook de goedbedoelde invloed van onze moderne maatschappij heeft hier waarschijnlijk toe bijgedragen. In het midden van de 20e eeuw zijn namelijk grootschalige vaccinatieprogramma’s op touw gezet.

Het is niet ondenkbaar dat het gebruik van niet gesteriliseerde naalden geresulteerd heeft in een snelle overdracht van het virus. Het virus heeft zich uiteindelijk zo weten aan te passen aan zijn gastheer dat het een seksueel overdraagbare ziekte werd. Want seks is momenteel de voornaamste reden dat AIDS verspreid wordt.

Recent is er ook nog een alternatieve hypothese verschenen die is te lezen in het nieuwsarchief van Kennislink van april 2002. Namelijk dat bloedzuigende stalvliegen ertoe hebben bijgedragen het virus over te dragen. Hoe de verspreiding precies is gegaan, kan nooit met alle zekerheid worden gezegd. Maar het is in ieder geval duidelijk dat apen de bron zijn van het AIDS-virus.

Nieuwste ontwikkelingen

De wetenschappers zijn nog volop met dit onderwerp bezig want er worden nog steeds nieuwe apen-varianten (SIV’s) gevonden van het AIDS veroorzakende virus. Recent is er een SIV gevonden genaamd SIVgsn afkomstig van het greater spot-nosed aapje dat waarschijnlijk nog meer verwant is met HIV-1 dan SIVcpz. Chimpansees schijnen af en toe op deze aapjes te jagen dus zou het wel eens kunnen dat de echte voorouder dus niet in de chimpansees maar in dit aapje zit.

Waarom het onderzoek naar de oorsprong van AIDS van belang? Naast pure wetenschappelijke nieuwsgierigheid kan dit onderzoek ook van belang zijn bij de zoektocht naar een geschikt medicijn tegen het virus. De apen die de aan HIV nauw verwante SIV’s bij zich dragen worden namelijk niet ziek van het virus. Het afweersysteem van de aap zou ons wat kunnen leren over hoe we het virus te lijf moeten gaan. Zodat we een medicijn of vaccin kunnen ontwikkelen tegen het virus.

Een ander aspect is dat er zeer waarschijnlijk nog steeds nieuwe besmettingen van aap naar mens plaatsvinden. De traditionele jacht op apen is namelijk tegenwoordig veranderd in een commerciële handel, bekend als de bushmeat trade. Hierdoor is de kans op besmettingen nog groter is geworden. Gevaar ligt dan ook op de loer dat er nieuwe varianten van HIV ontstaan die niet opgemerkt worden in huidige AIDS testen. De testen voor HIV-1 en HIV-2 zijn namelijk heel specifiek en reageren niet op nieuwe varianten.

Een ander bijkomstig gevaar is de mogelijkheid dat SIV’s recombineren met bestaande HIV’s, d.w.z. dat genetisch materiaal uitgewisseld wordt waardoor er nieuwe virussen kunnen ontstaan met nieuwe eigenschappen. Deze nieuwe virussen kunnen mogelijk immuun zijn voor bestaande medicijnen, met alle gevolgen van dien. Daarom is het van belang dat de komende tijd alle apensoorten met hun rondzwervende SIV’s in kaart worden gebracht en dat er methoden worden ontwikkeld om de SIV’s op te sporen, zodat gekeken kan worden of er al nieuwe HIV’s zijn ontstaan.

Duidelijk is dat de handel in bushmeat aan banden moet worden gelegd en niet alleen voor het behoud van de verschillende apensoorten.