Hoe chronische verspillingsziekte onder controle te houden

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Bekend tijdschrift.

Een dodelijke, ongeneeslijke ziekte die lijkt op de gekkekoeienziekte, treft hertensoorten in Noord-Amerika en begint zich over de hele wereld te verspreiden. Voor het eerst geïdentificeerd in een enkele kudde muilezelherten in gevangenschap in Colorado in 1967, is chronische wasting disease (CWD) nu aangetroffen bij in gevangenschap levende en wilde muilezelherten, witstaartherten, elanden, elanden en rendieren. Het is gevonden in 32 staten en heeft internationale grenzen overschreden Canada, Zuid-Korea En Noorwegenonder andere landen.

Het is nog niet aangetoond dat de ziekte – veroorzaakt door een kwaadaardig eiwit dat bekend staat als prion – mensen infecteert. ook al blijven de angsten bestaan. Maar zelfs als dat nooit gebeurt, kan CWD grote aantallen herten doden en mogelijk individuele populaties uitroeien. Natuurbeheerorganisaties kunnen op hun beurt strengere jachtregels invoeren, en de angst voor besmet vlees kan potentiële jagers afschrikken, wat gevolgen heeft voor de hertenjachtindustrie ter waarde van ongeveer 23 miljard dollar in de Verenigde Staten.

Sinds de opkomst van CWD hebben wetenschappers gewerkt aan het begrijpen van de ziekte en hoe deze onder controle kan worden gebracht. In de loop der jaren zijn er drie potentiële mitigatiestrategieën naar voren gekomen, maar elk ervan kent aanzienlijke uitdagingen. Nicholas Haley, een veterinair microbioloog aan de Midwestern University in Arizona, was co-auteur een overzicht van chronische verspillingsziekte in de 2015 Jaaroverzicht van dierlijke biowetenschappen en werkt sindsdien aan het probleem. Bekend tijdschrift sprak met Haley over de opties en of we de ziekte ooit kunnen beheersen.

Dit gesprek is aangepast voor lengte en duidelijkheid.

Wat is een prionziekte?

CWD wordt niet veroorzaakt door een bacterie of virus, maar door een natuurlijk voorkomend eiwit in onze cellen dat uit vorm raakt.

De roman van Kurt Vonnegut Kattenwieg beschrijft de ontdekking van een nieuwe vorm van ijs, ijs-negen, dat zelfs bij kamertemperatuur vast is. Wanneer ijs-negen in het boek water raakt, dwingt het al het andere water om op dezelfde manier te kristalliseren, totdat al het water op aarde bevroren is. Dat is ongeveer wat er in het lichaam gebeurt. Een dier wordt blootgesteld aan het prion, meestal door het in te nemen, en overal in het lichaam waar het prion de normale versie van zichzelf tegenkomt, overtuigt het abnormale eiwit het normale eiwit om dit in te nemen. verkeerd gevouwen vorm.

Dit is vooral gevaarlijk in het centrale zenuwstelsel, omdat deze eiwitten zich kunnen ophopen tot plaques die de cel doden. Uiteindelijk sterven er genoeg cellen af ​​waardoor je aandoeningen van het zenuwstelsel krijgt. Het dier begint zich vreemd te gedragen en sterft uiteindelijk.

In de tussentijd kan het zieke dier de prionen via bijvoorbeeld speeksel, urine of ontlasting naar andere dieren verspreiden. De prionen zijn zeer winterhard en kunnen op planten of in de grond blijven hangen totdat een ander dier langskomt en ze opeet.

Kunnen we gewoon alle zieke dieren doden voordat ze de ziekte verder kunnen verspreiden?

Helaas werkt dat alleen echt als het vroeg genoeg wordt gedaan. Het is als een lopend vuurtje: hoe eerder je het kunt blussen, hoe groter de kans dat het zich niet verspreidt. Maar als je CWD voor langere tijd laat etteren, zal ruimen waarschijnlijk niet werken.

De staat New York voerde bijvoorbeeld in 2005 een enorme ruimingsoperatie uit in Oneida County, nadat ze voor het eerst vijf of zes CWD-positieve herten hadden geïdentificeerd. Dat lijkt te hebben gewerkt, en de staat test nog steeds dieren op de ziekte om te proberen de uitbraken vroegtijdig op te sporen.

Maar toen natuurbeheerders probeerden plaatselijk te ruimen in Colorado, leek dit op de lange termijn geen effect te hebben op CWD, mogelijk omdat het besmettelijke eiwit al zo lang in het gebied aanwezig was dat het feitelijk in het landschap werd ingebakken. Het eiwit is ontzettend stabiel en kan jarenlang in de bodem blijven bestaan. Het kan ook zijn dat nieuwe, zieke herten vanuit nabijgelegen populaties naar het nu leegstaande gebied zijn verhuisd. Herten vertonen pas symptomen in de latere stadia van de ziekte, maar waarschijnlijk werpen ze het prion al enige tijd eerder in het milieu af.

Dus als ruimen pas echt effectief is in een vroeg stadium, zijn er dan andere strategieën die kunnen helpen op plaatsen waar CWD al ‘ingebakken’ is?

Mijn werk is grotendeels gericht op het fokken van CWD-resistente dieren – niet op het genezen van de ziekte, maar op het vinden van dieren die niet zo gemakkelijk ziek worden. We werken samen met een hertenboerderij die wordt gebruikt voor de jacht. Ze hebben een paar eigendommen, die ongeveer 600 tot 800 herten vertegenwoordigen, waar CWD gebruikelijk is geworden. We identificeerden daar voor het eerst CWD in 2014, en binnen een paar jaar had een hert op een van die terreinen een kans van ongeveer 60 tot 70 procent om positief te zijn voor CWD.

We hebben ook genetische tests op de dieren uitgevoerd. We ontdekten dat ongeveer 80 tot 90 procent van de herten een bepaalde genetische variant, of allel, van het prioneiwit had, dat ongelooflijk vatbaar lijkt voor infecties. Maar dat is slechts één van de vijf mogelijke allel bij herten. En het lijkt erop dat sommige allelen beter bestand zijn tegen CWD dan andere.

Waarom?

Het is als een slot en een sleutel. Het besmettelijke CWD-prion is een zeer goede sleutel voor dat ene, veel voorkomende slot, maar met verschillende allelen is het slot subtiel anders en werkt de sleutel niet zo goed. We leren echter nog steeds precies hoe het allemaal op elkaar inwerkt.

In de loop van de tijd begonnen we ons te concentreren op twee verschillende ‘goede’ allelen. Ik denk dat ons einddoel is om kunstmatige inseminatie en andere fokpraktijken toe te passen totdat we een populatie dieren hebben met alleen de goede allelen, en het elimineren van degene waarvan we weten dat die verschrikkelijk is.

Zou het hebben van alleen dieren met goede allelen de verspreiding stoppen?

Het zou het beheersbaar kunnen maken. De dieren met die goede genvarianten hebben aanzienlijk minder kans om CWD te krijgen, maar ze zijn waarschijnlijk niet volledig immuun. We hebben meer dieren met goede varianten op de boerderij gezet en we kunnen zien dat minder van hen besmet lijken te raken tegen de tijd dat er op wordt gejaagd – op één terrein waar we veel selectief gefokte herten hebben geïntroduceerd. hebben we de afgelopen twee, zo niet drie jaar geen positief geval gevonden.

Selectief fokken zou dus kunnen werken zoals het Covid-vaccin: het is nog steeds mogelijk om een ​​doorbraakinfectie te krijgen, maar het heeft een enorme impact gehad op het vertragen van de ziekte en het minimaliseren van de overdracht. En op dat moment zijn er misschien managementinstrumenten die we kunnen gebruiken om het in essentie op nul te houden. Als het vijf jaar duurt voordat deze zeer resistente dieren ziek worden, maar er op driejarige leeftijd allemaal op wordt gejaagd, dan zullen we uiteindelijk bijvoorbeeld geen CWD meer hebben.

Zou selectief fokken ook voor wilde dieren kunnen werken, en niet alleen voor dieren in gevangenschap?

Dat is een hele goede vraag. Dit soort selectie komt van nature voor bij dieren in het wild – natuurlijke selectie zal in de loop van de tijd resistente dieren bevoordelen – maar het gaat veel langzamer. Ik kon de vrijlating van in gevangenschap gefokte dieren zien gebeuren in gecontroleerde situaties, zoals waar CWD een lokale bevolking volledig heeft weggevaagd. Maar als je maar een of twee dollar in het landschap zou steken, zouden hun genen vrij snel verwateren.

En terwijl daar Zijn precedenten voor het fokken van dieren op een boerderij en het vrijlaten ervan in het wild, veel natuurprofessionals zijn daar fel tegen. Ze willen wilde populaties wild houden. Het introduceren van boerderijherten zou het in zekere zin aantasten. En het is iets dat je niet terug kunt lopen. Ik begrijp dat perspectief. Veel mensen met wilde dieren vestigen in plaats daarvan meer hoop op vaccinonderzoek.

Ik weet dat we vaccins tegen virussen hebben, maar is het mogelijk om een ​​vaccin tegen een eiwit te maken?

Dat doen we al. Het Covid-vaccin is specifiek tegen het spike-eiwit van bijvoorbeeld het Covid-19-virus, niet tegen het virus als geheel. En prionen zijn slechts andere eiwitten. Dus theoretisch gezien zou een vaccin kunnen werken door antilichamen aan te maken die zich aan het prioneiwit kunnen binden, waardoor het lichaam het kan herkennen en elimineren.

Maar het probleem met chronische verspillingsziekte is dat er, in tegenstelling tot Covid, van nature al een gezonde versie van het probleemeiwit in ons lichaam aanwezig is. Proberen een vaccin te ontwikkelen dat zich kan richten op de ongezonde versie van het eiwit zonder je gezonde cellen aan te vallen, dat is de uitdaging.

De manier waarop de ziekte in het lichaam werkt, kan het maken van een vaccin ook moeilijker maken. Onderzoekers in Wyoming deden enkele vaccinproeven en ontdekten dat wanneer elanden werden geïnjecteerd met een bepaald experimenteel vaccin, ze werden sneller ziek.

Wat we denken dat er gebeurd zou kunnen zijn, is dit: witte bloedcellen zullen op natuurlijke wijze indringers doden en de overblijfselen terugbrengen naar de lymfeklieren om het lichaam te leren wat ze gezien hebben, en de verdediging te activeren. Het verkrijgen van een vaccin kan dit proces versnellen door de witte bloedcellen beter te maken in het detecteren en oppikken van indringers.

Maar het probleem is in dit geval dat de witte bloedcellen het prion niet konden vernietigen nadat ze het hadden opgepikt. Het was nog steeds besmettelijk. Het enige wat ze dus deden was het prion sneller naar een plek brengen waar het zich kon verspreiden, zoals mieren gif terugbrengen naar het nest en het naar anderen verspreiden.

Dat wil niet zeggen dat het onmogelijk zou zijn dat vaccins werken, en er zijn groepen die aan het probleem werken. Ik wil optimistisch zijn. Ik heb er gewoon bedenkingen bij.

Zelfs als we een effectief vaccin krijgen, moeten we ook een goede manier vinden om het te distribueren. Het zou onpraktisch zijn om een ​​injectie te gebruiken bij wilde dieren. Er is een vaccin tegen hondsdolheid met aas dat in het oosten van de Verenigde Staten wordt gebruikt die uit een vliegtuig kunnen worden gedropt. Hypothetisch gezien zou zoiets voor CWD kunnen werken. Maar er zijn veel dingen die we moeten overwinnen.

Dus wat zijn volgens u in het algemeen de vooruitzichten op het gebied van het beheren en indammen van CWD?

Het hangt heel erg af van hoe mensen reageren. Helaas zijn de reacties van de staten uiteenlopend. Sommigen nemen het heel serieus, maar sommige staten proberen de zaken onder het tapijt te vegen. Ik verwacht dat dit binnen ons leven in elke staat van de Verenigde Staten zal zijn, behalve Hawaï.

En dan wat? Denk je dat dit uiteindelijk zal verdwijnen? Of zullen we er gewoon mee moeten leven?

Ik denk dat het net als Covid zal zijn. Het zal nooit verdwijnen. Over honderd jaar zal het misschien niet meer zo’n groot probleem zijn, maar het zal er nog steeds zijn.

En duimen dat het nooit in mensen springt?

Ja, kruis je vingers nog harder.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk in Bekend tijdschrift, een onafhankelijk journalistiek initiatief van Annual Reviews. Schrijf je in voor de nieuwsbrief.