Virussen en pandemieën, hoe werken die?
Hoe virussen in elkaar zitten
Virussen behoren tot de meest eenvoudige biologische wezentjes op de planeet. Ze bestaan doorgaans uit een stukje genetisch materiaal dat omgeven wordt door wat eiwitten. Ze zijn zo eenvoudig dat ze zelfs geen eigen metabolisme hebben. Virussen hebben steeds een gastheer nodig om te kunnen repliceren (en verspreiden). Op die manier bevinden virussen zich aldus op de grens tussen de levende en niet-levende wereld.
Het zijn inderdaad wezentjes, want virussen zijn zeer klein. Coronavirussen bijvoorbeeld hebben een diameter van rond de 120 nm. Een vergelijking met de grootte van je smartphone schetst misschien een beter beeld: er passen zo’n 740 miljard Coronavirussen op de oppervlakte van je smartphone!
Toch kunnen virussen de mens ziek tot zelfs zeer ziek maken. Wanneer een virus een gastheer binnenkomt, kan het toevallig in contact komen met de juiste receptoren op een cel en zo zijn replicatiecyclus in gang zetten. Dat is inderdaad een toevallig fenomeen, aangezien het virus zelf niets van zeg heeft over waar het beland. Wanneer een Coronavirus zo in de longen komt, start het virus met repliceren en veroorzaakt het daar infectie van de luchtwegen. Waarschijnlijk het meest beruchte voorbeeld echter is het H1N1 virus, dat de zogenaamde Spaanse griep veroorzaakte in 1918-1919. Dat virus verspreidde zich snel over de hele wereld en kostte naar schatting aan meer dan 50 miljoen mensen het leven. Daar, maar ook vandaag, spreekt men van een echte pandemie.
Wat is een pandemie en hoe verslaan we die?
Per definitie is een pandemie een epidemie (in het algemeen: het uitbreken van een besmettelijke ziekte) op wereldwijde schaal. Wanneer een pathogeen zich snel en efficiënt kan verspreiden, bestaat de mogelijkheid dat die zich globaal verspreidt. Wanneer deze pathogeen dan ook zware zieken en sterfgevallen veroorzaakt, spreekt men van een pandemie.
Wanneer de pathogeen een bacterie is, kunnen antibiotica ingezet worden om de bacterie te bestrijden. Tegen een virus werken antibiotica natuurlijk niet. Bij een virus hebben we een antiviraal geneesmiddel of vaccin nodig. Algemeen gesproken blokkeert een antiviraal middel een stapje in de replicatie cyclus van het virus. Hierdoor kan het virus niet verder repliceren en stopt de verspreiding ervan. Een vaccin werkt anders: bij een vaccin wordt typisch een stukje van het virus dat op zich niet schadelijk is (kan niet repliceren) gebruikt om het immuunsysteem in werk te zetten. Het immuunsysteem maakt dan antistoffen aan die ze meteen kan inzetten moest besmetting met het échte virus dan toch optreden.
Er is aldus een belangrijk verschil: een antiviraal middel zal gebruikt worden wanneer een patiënt reeds geïnfecteerd is (en vermoedelijk eerst bij de meest ernstige gevallen) en heeft dus effect op het deel van de populatie dat ziek is, om dit deel te behandelen. Dit alleen voorkomt niet een stijging van het aantal nieuwe gevallen (en dus een potentiële overbelasting van onze ziekenhuizen). Een vaccinatie werkt echter preventief. Doordat immuniteit reeds opgebouwd wordt, perken we de verspreiding van het virus in bij het deel van de populatie dat nog gezond is. In beide gevallen is het testen van de veiligheid en effectiviteit van zo’n middel of vaccin echter cruciaal, net daarom duurt het even om zoiets op de markt te brengen (en dan naar duizenden tot miljoenen mensen te brengen). Nu heel de wereld in een pandemie zit gaan de ontwikkelingen trouwens net zeer snel vooruit! Maar tot we een vaccin hebben is het daarom uitermate van belang om goede gewoonten als social distancing, handen wassen en niet aan je gezicht komen te blijven uitvoeren.
Wiskundige modellen volgen de pandemie op de voet
Ook wiskunde komt van pas in het begrijpen, opvolgen en bestrijden van een van pandemie! Zowel eenvoudige als meer complexe modellen worden vandaag continu ingezet om de uitbraak hier in België en rond de wereld beter te begrijpen en het verdere verloop ervan in te schatten. De data die elke dag de wereld in wordt gestuurd m.b.t. nieuwe besmettingen is daarbij zeer belangrijk. Met die data kunnen we net modellen opstellen die het verdere verloop van de pandemie voorspellen. Zo een voorspellingen zijn natuurlijk niet altijd even accuraat, maar kunnen wel een goed beeld schetsen over waar we (potentieel) naartoe evolueren. Alles hangt af van de data en de veronderstellingen van zo’n model. De voorlopig meest cruciale data is die van China, die al het verst geëvolueerd zijn in de uitbraak van het virus. Op basis van die data, kan er geëxtrapoleerd worden naar het verloop van de pandemie ook in ons land. Zo krijgen we een idee van hoe het virus zich verspreidt en hoe de inperking daarvan (met maatregelen weliswaar) verloopt.
Dat brengt ons bij één van de grote vragen: hoe lang zal de #lockdownlight hier nog duren? Wat voorlopig blijkt uit de data, en wat experts ook communiceren, is dat tegen begin à midden mei de uitbraak in ons land wel onder controle zou moeten zijn. Dat is natuurlijk nog een tijdje, maar zo een uitbraak bedwingen gebeurt natuurlijk niet op een paar dagen. Nog eens, het blijft dus uiterst belangrijk om 1.5 m afstand te blijven houden, geregeld je handen te blijven wassen en je gezicht zo weinig mogelijk aan te raken! De impact die we daarmee hebben is echt groot. Een pak groter dan je misschien zou denken.
Een andere grote vraag: zal dit virus na deze uitbraak terugkomen volgend jaar? Volgens Dr. Anthony Fauci, topman bij de National Institutes of Health (NIH) in de VS zit die mogelijkheid er wel in. Zo’n uitbraak in de toekomst zal allicht veel minder zwaar zijn als deze eerste uitbraak, aangezien veel mensen tegen dan al immuniteit hebben opgebouwd en een geneesmiddel of vaccin potentieel tegen dan al ingezet kan worden. Natuurlijk bestaat de mogelijkheid ook dat we het virus na deze uitbraak volledig stoppen, de tijd zal het ons leren.