Covidonderzoek bij zoogdieren

Sinds maart 2020 is de wereld in de ban van COVID-19. In dierentuinen over de hele wereld keken verzorgers, dierenartsen en wetenschappers bezorgd toe. Zou het virus van mens op dier overgaan? Met mondjesmaat testten er verschillende zoogdieren positief. Een tijger in de New Yorkse Bronx ZOO was de eerste. Later volgden er onder andere gorilla’s, poema’s, leeuwen, nertsen en zelfs een Sloveense fret. Ook een Belgische huiskat bleek niet te ontsnappen aan het virus.

Preventieve maatregelen in ZOO Antwerpen en ZOO Planckendael waren een logisch gevolg. Mondmaskers en handschoenen werden nog meer ingeburgerd en de ogen van verzorgers stonden op scherp voor het detecteren van hoesten, niezen en symptomen van vermoeidheid bij de dieren. Maar ook dieren kunnen net als de mens besmet zijn zonder er iets van te merken. Een uitgebreid meststaalonderzoek door biologen van Universiteit Antwerpen moest uitsluitsel brengen.

Achtergrond

COVID-19 is een luchtweginfectie, die bij de mens met een simpele neusswab te detecteren valt. “Bij zoogdieren is dat helemaal niet zo vanzelfsprekend. Een wisser diep in de neus steken is té invasief voor de meeste soorten. Die methode is bij wilde dieren zoals leeuwen of chimpansees bovendien zeer gevaarlijk voor de onderzoekers. We gaan individuen ook zeker niet verdoven voor dergelijk wetenschappelijk onderzoek”, legt dierenarts Francis Vercammen van ZOO Antwerpen en ZOO Planckendael uit. Daarom kozen de wetenschappers om meststalen te verzamelen en de dieren op die manier te onderzoeken. Ook in uitwerpselen van besmette mensen en dieren zijn er immers sporen van COVID-19 te vinden.

Dat meststaalonderzoek gebeurde enkel bij zoogdieren, want niet elke diersoort is even vatbaar voor COVID-19. “SARS-Cov-2, de veroorzaker van COVID-19, behoort tot de betacoronavirussen. Die vinden hun oorsprong in zoogdieren en kunnen ook enkel zoogdieren besmetten. Bij deze diersoorten zijn er studies geweest naar het ACE2-eiwit, dat als receptor dienstdoet voor SARS-CoV-2. Het virus heeft dit eiwit nodig om zich aan de cel te kunnen binden en binnen te kunnen dringen om te infecteren”, verduidelijkt Tine Cooreman, masterstudent Biodiversity and Conservation aan Universiteit Antwerpen. In dit onderzoek bekeken de wetenschappers alle zoogdieren uit de dierentuinen, maar de kansen op infectie zijn niet voor elke soort hetzelfde. “Zo weten we dat mensapen en nertsachtigen bijvoorbeeld heel vatbaar zijn voor het virus, terwijl varkens een veel lager risico lopen.”

Hoe verliep het onderzoek concreet?

Het onderzoek begon natuurlijk bij de dieren in ZOO Antwerpen en ZOO Planckendael. De verzorgers verzamelden meststalen van alle zoogdieren in de maanden september, oktober en december van het jaar 2020. “In het totaal verzamelden we drie keer 372 stalen. 150 stalen kwamen uit ZOO Antwerpen, waarvan het grootste deel van de primaten zoals de chimpansees en de gorilla’s. 222 stalen haalden we op in ZOO Planckendael. Daar kwam de grootste hoeveelheid stalen van de hoefdieren zoals de giraffen en de neushoorns”, rekent Tine Cooreman uit.

Voor haar masterthesis nam zij elke staal gekoeld en in een stabiliserende vloeistof mee naar het laboratorium van Universiteit Antwerpen. “Alle individuele stalen van dezelfde diersoort, waste en poelde ik. Dat wil zeggen dat ik al het materiaal samenbracht en tot één staal reduceerde. Daaruit extraheerde ik dan het enkelstrengs RNA, dat op zijn beurt werd verdubbeld tot dubbelstrengs DNA. Dit DNA kunnen we dan testen op de aanwezigheid van het genetisch materiaal van coronavirussen. We kunnen dat niet met het blote oog of met een microscoop zien. Daarom hebben we een PCR-test nodig. Die Polymerase Chain Reaction gaat het virus-DNA eigenlijk verdubbelen en verdubbelen, totdat het zichtbaar is voor ons computersysteem. Wij gebruiken niet het type dat je veel in het nieuws ziet, maar wel een speciale PCR-test. Onze test zoekt immers niet alleen naar SARS-CoV-2, maar kan ook tegelijkertijd andere coronavirussen detecteren. 322 stalen onderzoeken stond gelijk aan ongeveer 25 à 30 dagen onderzoekswerk. Dit zijn dus duidelijk geen sneltesten, maar we krijgen er wel een heel zeker resultaat mee”, lacht de masterstudente.

De experts kwamen na hun laboratoriumanalyse van de meststalen tot een geruststellende conclusie: geen enkel zoogdier uit ZOO Antwerpen of ZOO Planckendael testte positief voor SARS-CoV-2. Om deze resultaten te dubbelchecken onderzocht Universiteit Antwerpen nog 50 serumstalen op de aanwezigheid van antistoffen. Ook deze stalen waren negatief. “De afwezigheid van het SARS-CoV-2-virus wil natuurlijk niet zeggen dat de dieren ook volledig coronavrij zijn. Er zijn immers een aantal coronavirussen die de ronde doen bij onder andere varkens en er is ook het Felien coronavirus dat bij katachtigen actief is. Maar ook deze waren niet aanwezig bij de dieren”, bevestigt Sophie Gryseels, professor Evolutionaire Ecologie.

Hoe heeft het onderzoek impact?

Goed nieuws dus voor ZOO Antwerpen en ZOO Planckendael: hun maatregelen om coronavirussen ver weg van de dieren te houden werken. Een besmetting wil het volledige team koste wat kost vermijden, want dit zou niet alleen de gezondheid en het leven van het dier in kwestie in gevaar kunnen brengen, maar ook dat van de hele groep. “Wij kunnen dieren in principe in quarantaine zetten, maar in sommige groepen met sterke familiale banden is dat zeker niet wenselijk. Haal een zilverrug tijdelijk weg uit een familie gorilla’s en de hele hiërarchie is verstoord. Bovendien kan het goed zijn dat een ziek dier de anderen al heeft besmet nog voor er symptomen zichtbaar zijn. Anderzijds willen we de andere individuen in het gezin niet in gevaar brengen door een ziek dier in hun bubbel te laten. Een heel complexe kwestie dus”, legt dierenarts Francis Vercammen uit.

Volgens professor Erik Verheyen kan het waardevol zijn om het onderzoek te herhalen, omdat er steeds nieuwe varianten van het COVID-19-virus opduiken. “We weten nog lang niet alles over deze coronapandemie. Op die manier blijven we de evolutie van SARS-CoV-2 nauw opvolgen en ook bijvoorbeeld de Britse of andere varianten uitsluiten”, aldus de onderzoeksleider. Ook Herwig Leirs ziet een bijzonder meerwaarde in vervolgonderzoek. “Door meer informatie te verzamelen over het overdragen van de corona-infectie van mensen naar dieren kunnen we ook soorten in de natuur verder helpen. Als we weten hoe groot de kans is om sommige wildpopulaties te besmetten, weten we ook hoe voorzichtig we als onderzoekers of bewoners in hun leefgebied moeten zijn. Zo kunnen we ook bij ons internationaal onderzoek de gepaste maatregelen nemen”, besluit Leirs.