Onderzoek uitgelicht: virologe Lia van der Hoek
Hoe groot is de kans dat het eerste officiële sample dat je met een net ontwikkelde techniek analyseert gelijk een heel indrukwekkend resultaat oplevert? Over het algemeen ongetwijfeld erg klein. Toch overkwam het virologe Lia van der Hoek. Zij bedacht een nieuwe methode om virussen te identificeren, en bij de eerste keer dat ze deze techniek in de praktijk toepaste ontdekte ze een heel nieuw type virus. Van der Hoek geeft nu leiding aan een kleine eigen onderzoeksgroep binnen het AMC, de Virus Discovery Group. Sinds een jaar is ze bovendien universitair hoofddocent. Bij het vak medische moleculaire biologie aan de FNWI vertelt zij over haar werk.
Virussen zijn, biologisch gezien, rare dingen. Feitelijk zijn het niet meer dan strengen DNA of RNA in een eiwitomhulsel. Ze worden over het algemeen niet beschouwd als ‘levende' organismen, omdat ze zichzelf niet kunnen voortplanten en geen stofwisseling hebben. Ze vermenigvuldigen zich door cellen die wel leven binnen te dringen en hun erfelijk materiaal hier te deponeren, waarna de cel aan het werk wordt gezet om nieuwe virussen te maken. Virussen zijn veelal moeilijk in het lab te kweken en soms ook lastig te identificeren.
Onbekende infectieveroorzakers
Van der Hoeks interesse voor het identificeren van virussen begon in de tijd dat ze nog onderzoek deed naar HIV. Van der Hoek: ‘Aids-patiënten krijgen vaak te maken met allerlei infecties. Ik merkte tijdens mijn werk dat dit regelmatig infecties waren waarvan niet vastgesteld kon worden welk virus erbij betrokken was. Dus wilde ik een techniek gaan ontwikkelen om deze virussen te identificeren. Ik begon hiermee in 2001 als een soort hobby naast mijn HIV-werk. In 2003 liep de techniek en waren er meerdere succesvolle testruns gedaan.'
Er bestonden toen Van der Hoek haar techniek ging ontwikkelen wel al andere technieken om virussen te identificeren. Maar deze hadden als nadeel dat het hierbij heel moeilijk was om het virus-DNA of -RNA te onderscheiden van het achtergrond-DNA of -RNA uit de cellen van de patiënt. Hierdoor was het nodig grote hoeveelheden van dit erfelijke materiaal te sequencen, oftewel de precieze code ervan te bepalen. Dat is duur en kost veel tijd. Bij de techniek die door Van der Hoek is ontwikkeld, VIDISCA (Virus Discovery cDNA AFLP), is dit verschil tussen het virale en uit de patiënt afkomstige materiaal wel te zien. Dat maakt het mogelijk alleen de virale DNA- of RNA-fragmenten verder te analyseren.
Toen Van der Hoek tevreden was met hoe de techniek liep klopte ze aan bij het Amsterdamse GGD. Van der Hoek: ‘Ze doen bij het GGD veel aan diagnostiek en hebben er uitstekende kweekfaciliteiten. Meerdere ziekenhuizen en huisartsenpraktijken sturen hun materiaal naar het GGD-lab om het daar te laten onderzoeken. Ze zijn er echt uitzonderlijk goed in het kweken van virussen. Toen ik in 2003 bij hen langskwam zeiden ze: ‘Dat is toevallig, we hebben net een kweek waarvan we zeker weten dat er een virus in zit, maar we kunnen met geen mogelijkheid bepalen welk virus het is.' Ik heb een deel van dat materiaal meegekregen en binnen een week wisten we wat het was. Het bleek een nieuw type corona-virus te zijn. Toevallig was het ook precies die maand dat het SARS-coronavirus werd ontdekt. Er bestaan meerdere types coronavirussen, maar voor die tijd waren er maar twee bekend die mensen kunnen besmetten. SARS was de derde. En in dezelfde maand vinden wij een vierde! En dat ook nog in het eerste sample dat we analyseerden.'
Patent
Maar Van der Hoek moest haar vinding nog even geheim houden. ‘We hebben de ontdekking van dit virus eerst gepatenteerd. Uiteindelijk is het in 2004 gepubliceerd in Nature Medicine.' Na de ontdekking is Van der Hoek zich volledig op virus discovery gaan richten. Ze wist meerdere subsidies binnen te halen, waaronder een Vidi-beurs van het NWO. Hierdoor kon ze een eigen onderzoeksgroep starten , bestaande uit haarzelf, twee aio's en twee analisten. Van der Hoek: 'Onze groep valt onder de afdeling Experimentele Virologie, maar ik volg mijn eigen researchlijn. Wij zijn binnen die afdeling ook de enigen die volledig aan andere virussen werken dan HIV.'
De VIDISCA-methode mag vrij worden gebruikt door iedereen die dit wil. Maar Van der Hoek vindt het lastig om in te schatten hoe wijdverbreid haar techniek nu gebruikt wordt. ‘Ik zie niet veel publicaties waarbij deze techniek is gebruikt. Maar er komt natuurlijk ook alleen een publicatie van als er een heel nieuw virus ontdekt wordt. En dat gebeurt niet zo vaak. Ik heb wel al veel mensen die hierom vroegen een protocol toegestuurd. Het is absoluut geen techniek die we voor onszelf willen houden. Het protocol dat ik mensen geef is ook heel gedetailleerd, tot op milliliters en leveranciers van producten nauwkeurig.'
Op het moment werken Van der Hoek en haar groep grofweg aan twee dingen: verder onderzoek aan het door hen gevonden coronavirus, dat NL-63 is gedoopt, en het proberen te identificeren van andere onbekende virussen uit de celkweken van het GGD. Van der Hoek: ‘Coronavirussen worden meestal geassocieerd met verkoudheid. Het virus dat wij hebben gevonden bleek na verder onderzoek veel voor te komen bij kinderen met lage of hoge luchtweginfecties. Het is waarschijnlijk de veroorzaker van kroep. Verder hebben we de receptor geïdentificeerd die het virus gebruikt om menselijke cellen binnen te dringen en hebben we gekeken naar de evolutie van het virus. Het is geen "nieuw" virus, in de zin dat het pas sinds kort mensen kan besmetten. Waarschijnlijk komt het al eeuwen in mensen voor, maar is het gewoon nooit eerder gedetecteerd. Ten slotte doen we onderzoek naar antistoffen tegen het virus en naar de leeftijd waarop mensen geïnfecteerd raken. Het blijkt dat vrijwel alle kinderen een infectie met het virus hebben doorgemaakt. Maar waarom leidt dit bij het ene kind wel, en bij het andere kind niet tot ziekte? Dat is momenteel een belangrijke vraag binnen het onderzoek naar NL-63.'
Bijna
De groep van Van der Hoek krijgt jaarlijks ongeveer 30 kweeksamples van het GGD waarin virussen zitten die de instelling zelf niet kan identificeren. Uit de analyses hiervan zijn enkele interessante dingen gekomen, maar de groep heeft tot nu toe niet het geluk gehad opnieuw een volledig nieuw virus te vinden. Van der Hoek: 'De laatste tijd vinden we veel parechovirussen. Dat zijn vrij onbekende virussen waarvan pas kort bekend is dat ze pathogeen zijn. Ze veroorzaken vooral gastrointestinale klachten zoals diarree. Er zijn zes types van dit virus bekend, en van type 5 en 6 was niet bekend dat deze ook in Nederland voorkwamen. Dat hebben wij aangetoond. Toen wij vorig jaar type 6 vonden, was dit zelfs nog een volledig onbekend virus. Helaas werd het virus nauwelijks een maand later gepubliceerd door een groep uit Japan, die het ook bleken te hebben gevonden.'