Virussen geven niets om jullie evolutionaire geschiedenis. Ze willen gewoon repliceren. Mensen bestrijden ze met MAVS, een eiwit dat als trigger fungeert. Zeeanemonen? Ze gebruiken een vrijwel identiek ogend eiwit genaamd CARDIB, en het doet precies het tegenovergestelde werk. Het is een rem. En zonder dat valt het systeem uiteen.
Het blijkt dat de evolutie zich niet heeft gebaseerd op één enkele blauwdruk voor immuniteit.
Een eiwit dat het tegenovergestelde doet
Ton Sharoni, promovendus aan de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, leidde het onderzoek samen met prof. Yehu Moran. Ze keken naar zeeanemonen omdat ze zich ruim 600 miljoen jaar geleden van de menselijke afstamming afsplitsten. Als er één wezen is dat de geheimen van de vroege immuniteit van dieren in zich draagt, dan is het wel de anemoon.
De onderzoekers vonden CARDIB (CARD Inhibitor Binding Protein). In één oogopslag bootst het MAVS na. Bij gewervelde dieren activeert MAVS de immuunafweer op het moment dat een virus een cel binnendringt. Het is een alarmbel.
CARDIB is een geluiddemper.
“Alles aan CARDIB suggereerde dat het zou moeten functioneren als MAVS,” legde prof. Moran uit. “In plaats daarvan ontdekten we dat het precies het tegenovergestelde doet. In plaats van antivirale verdedigingsmechanismen te activeren, onderdrukt CARDIB deze normaal gesproken.”
Dus waarom zou je een immuunsysteem afremmen? Als je de verdediging vertraagt, maak je het dan niet alleen makkelijker voor het virus om te winnen? Dat was de puzzel. En het is contra-intuïtief.
Wanneer je de rem verwijdert, gebeurt de crash
Om dit te testen gebruikte het team CRISPR om de anemonen te bewerken. Ze hebben CARDIB verwijderd. Vervolgens sloegen ze de bewerkte dieren met virussen.
Logica zegt dat een onderdrukt immuunsysteem zou moeten instorten. Maar hier veroorzaakte het verwijderen van de onderdrukker de ineenstorting.
Zeeanemonen zonder CARDIB hadden moeite om de infectie onder controle te houden. Virussen reproduceerden ongecontroleerd. De natuurlijke antivirale reacties werkten niet. De dieren verloren hun weerstand.
“De resultaten waren volledig contra-intuïtief”, zegt Sharoni. “Hoewel CARDIB onder normale omstandigheden als een rem op het immuunsysteem werkt, blijkt die rem essentieel te zijn voor het op gang brengen van een effectieve antivirale reactie.”
Je hebt de terughoudendheid nodig om de macht te behouden. Zonder dit loopt het mechanisme vast. Of erger nog: het mislukt volledig. Het is een fundamenteel verschil met het menselijke model, waar activering de sleutel is. Hier is regelgeving de verdediging.
De natuur geeft niets om laboratoriumresultaten
Laboratoriumresultaten kunnen liegen. Gecontroleerde omgevingen zijn steriel, voorspelbaar en vaak misleidend. De onderzoekers wisten dat ze CARDIB in het wild moesten testen om te zien of het ertoe deed.
Ze verplaatsten genetisch gemodificeerde anemonen naar mesokosmossen in de open lucht in South Carolina. Natuurlijk estuariene water. Echte micro-organismen. Werkelijke virale bedreigingen. Geen petrischalen.
De resultaten hielden stand.
Anemonen zonder CARDIB hadden aanzienlijk meer virale lading. Eén immuungen, ogenschijnlijk klein in een tank, werd van cruciaal belang in de oceaan. Het pad is geen artefact van laboratoriumomstandigheden. Het is hoe deze dieren het kustmilieu overleven.
“Dit toonde aan dat het pad dat we ontdekten niet simpelweg een laboratoriumfenomeen is”, zegt Moran. “Het speelt een cruciale rol bij het helpen van deze dieren om te gaan met de virale uitdagingen waarmee ze in de natuur worden geconfronteerd.”
De parallelle paden van de evolutie
Vaak gaan we ervan uit dat biologische systemen convergeren. Soortgelijke problemen leveren vergelijkbare oplossingen op. Deze studie doet anders vermoeden.
De menselijke immuniteit en de immuniteit van de anthozoën zijn gebaseerd op een fundamenteel andere logica. Beide beschermen. Beide moeten virussen detecteren. Maar de moleculaire machinerie is omgekeerd. Mensen gebruiken een activeringssysteem; anemonen gebruiken een systeem van gecontroleerde onderdrukking.
Dit heeft gevolgen voor de manier waarop we ziekten bestuderen. Biomedisch onderzoek richt zich sterk op mensen, muizen, ratten. Bekende modellen. Maar oude afstammingslijnen zoals zeeanemonen kunnen evolutionaire innovaties bevatten die verborgen blijven in onze gebruikelijke onderwerpen.
“Mensen en zeeanemonen hebben allebei bescherming nodig tegen virussen, maar dit werk laat zien dat de evolutie deze verdedigingsmechanismen op fundamenteel verschillende manieren kan organiseren,” voegde Moran eraan toe.
Er bestaat niet één juiste manier om een virus te stoppen. Er zijn gewoon veel manieren. En we beginnen nu pas de variatie te zien.
