Diepgevroren onheil

Een virus uit de Siberische permafrost is na 30 duizend jaar tot leven gewekt, en blijkt nog steeds actief. Wat sluimert er nog meer in de vrieskist?

Het is het soort nieuws dat raakt aan sciencefiction: een ingevroren virus dat na tienduizenden jaren wordt ontdooid en meteen weer dodelijk toeslaat. Het doet denken aan rampenfilms als Contagion, The Thing en vooral The Thaw, waarin acteur Val Kilmer in een ijskap het karkas van een wolharige mammoet ontdekt en zo een enge prehistorische parasiet laat ontwaken die onmiddellijk de jacht opent op nieuwe slachtoffers.


Toch stond het deze week echt in het gerespecteerde tijdschrift PNAS. Franse onderzoekers onder leiding van Jean-Michel Claverie en Chantal Abergel van het CNRS aan de universiteit van Aix-Marseille troffen een meer dan 30 duizend jaar oud reuzenvirus aan in ontdooide Siberische permafrost. En ze wisten een moderne amoebe met het virus te infecteren, met fatale gevolgen voor de eencellige.


Je zou dus kunnen zeggen dat voor het eerst een fossiel virus weer tot leven is gewekt. Min of meer dan, want virussen leven niet echt. Het zijn pakketjes erfelijk materiaal (dna of rna) die de machinerie van een levende cel nodig hebben om zich te kunnen vermenigvuldigen. Maar dat dna of rna, dat normaal in de loop der eeuwen degradeert, was dus blijkbaar nog in orde, op zichzelf al opzienbarend.


Temeer daar het hier gaat om een reuzenvirus, een klasse van virussen die tien jaar geleden door Claverie en Abergel is ontdekt. Ze zijn niet alleen tientallen malen groter dan gewone virussen - zo groot dat je ze onder een gewone microscoop kunt zien - maar ze hebben ook honderden, soms zelfs duizenden genen, waar gewone virussen er maar een paar hebben. Het nieuwe virus, Pithovirus sibericum, is met 1,5 micrometer het grootste virus ooit gevonden.


Meer nog dan zijn formaat spreekt zijn ouderdom tot de verbeelding. 'We zijn niet bezig met records', zegt Abergel per telefoon vanuit Marseille, 'maar dit is wel het oudste dna-virus dat ooit is geactiveerd.' In de Groenlandse ijskap is een plantenvirus aangetroffen dat op 140 duizend jaar wordt geschat, maar dat was niet meer actief. In de permafrost van Alaska zijn sporen van het virus van de Spaanse griep van 1918 gevonden die ook konden worden geactiveerd, maar dat was met een reconstructie op basis van het oude dna.


De Fransen wekten hun Pithovirus tot leven vanuit een permafrostmonster dat werd opgedolven langs de Kolymarivier in het noordoosten van Siberië. Ze wilden weten of er sporen van reuzenvirussen in het stukje turf zaten, ontdooiden het en voegden er als lokaas amoeben aan toe - bekende gastheren voor de virussen. Het werkte. De eencelligen werden geïnfecteerd, maakten nieuwe virussen aan en gingen binnen enkele uren dood. Daarna checkten de onderzoekers in muizen- en mensencellen of het virus ook voor mensen gevaarlijk was, wat niet het geval bleek.


Het is bekend dat simpele levensvormen lang kunnen overleven in inerte, diepgevroren toestand. Zo worden virusstammen ook bewaard in het lab. Maar meer dan 30 duizend jaar? Is het niet denkbaar dat de onderzoekers per ongeluk een moderne verontreiniging, of beter: moderne virussen, hebben gevonden, zoals ook gebeurt bij onderzoek aan fossiel dna?


De Fransen wijzen die mogelijkheid van de hand. Dit is echt een volslagen nieuw, onbekend virus, zegt Claverie. 'We hebben het experiment driemaal herhaald, en driemaal kwam dit virus tevoorschijn.' Aan het met de koolstofmethode gedateerde permafrost-monster hoeft volgens hem ook niet getwijfeld te worden. Dat komt uit het hart van een boorkern die vrijwel steriel op 30 meter diepte is genomen. 'Al kunnen we nooit voor 100 procent uitsluiten dat het contaminatie is.'


Hoe kan het virus al die tijd in de diepvries hebben overleefd? Moleculair paleo-ecoloog Marco Coolen van Woods Hole Oceanographic Institution (VS), niet bij de studie betrokken, wijst erop dat in permafrost dunne waterfilms voorkomen, alsook meertjes onder het ijs. 'Misschien hebben virussen en amoeben daarin overleefd en kon het virus zo 'jong' blijven', aldus Coolen per e-mail vanuit Hawaii.


Chantal Abergel gelooft er niets van. 'Een amoebe die Pithovirus oploopt produceert duizenden nieuwe vironen en valt daarbij totaal uiteen. Als er al andere amoebes in de buurt zijn, gaan die allemaal dood. Bovendien kunnen amoeben beneden 10 graden Celsius niet delen. Het is moeilijk voorstelbaar dat dit virus zich 30 duizend jaar zou kunnen blijven reproduceren in amoeben die dat zelf niet kunnen.'


Het nieuwe virus is in elk geval het zoveelste bewijs dat permafrost geen steriele woestenij is. Russische paleocryologen, die zich al sinds 1911 bezighouden met permafrost (toen ze bacteriën dachten te hebben gekweekt uit een ontdooide mammoet), beweren bacteriën tot leven te hebben gewekt van circa 3 miljoen jaar oud.


Twee jaar geleden presenteerden ze zelfs een heuse plant, Silene stenophylla, die werd opgekweekt uit een 30 duizend jaar oud vruchtje uit de provisiekast van een pleistocene grondeekhoorn. Het was afkomstig uit dezelfde permafrostlaag als waarin nu het reuzenvirus is gevonden.


Dat roept natuurlijk de verontrustende vraag op wat er nog meer aan oeroude levensvormen sluimert in de permafrost, de hier en daar tientallen meters dikke bodemlaag die bijna eenvijfde van het aardoppervlak bedekt. Vooral de Siberische permafrost is één groot bevroren kerkhof, waarin niet alleen geregeld goed bewaarde mammoeten en andere ijstijdfauna worden gevonden, maar ook al dan niet prehistorische menselijke resten, mogelijk vol ziektekiemen.


Zo liggen in de Siberische toendra vrijwel zeker vele slachtoffers van het pokkenvirus (Variola major), een van de grootste killers uit de geschiedenis, vooral voor inheemse volkeren die er nog geen weerstand tegen hadden opgebouwd. De Siberische Jakoeten werden tussen de 17de en de 19de eeuw door de met Russische indringers meegekomen ziekte gedecimeerd.


Onderzoekers hebben bevroren, gemummificeerde lijken van oude Jakoetische begraafplaatsen uitvoerig op ziektekiemen onderzocht. Ze vonden inderdaad van alles, maar geen actief pokkenvirus. Gelukkig maar, want de ziekte is rond 1980 officieel uitgeroeid verklaard (er bestaan alleen nog enkele virusstammen in Amerikaanse en Russische laboratoria), en sindsdien wordt niemand meer gevaccineerd.


Ook Claverie en Abergel speuren nu in de permafrost naar ziektekiemen. Ze brengen alle dna-sporen (het zogenaamde metagenoom) in kaart om te zien wat er nog meer aan virussen in zit. 'We willen een catalogus maken van alle pathogenen, ook die uit nog veel oudere bodemlagen, want we denken niet dat 30 duizend jaar de limiet is voor levensvatbare virussen. Ik denk dat we grote kans hebben om pathogenen te vinden, en wie weet ook het pokkenvirus. Al willen we dat natuurlijk niet tot leven brengen.'


Enige haast is geboden. Want de permafrost dooit snel door de opwarming van de aarde. Zo ook het poolijs. Dat maakt arctische gebieden beter toegankelijk en vergroot de kans dat er op grote schaal delfstoffen zullen worden ontgonnen, aangezien in het hoge noorden 20 procent van de wereldvoorraden olie en gas ligt. Het is een recept voor rampen, aldus Claverie. 'Al dat graven en boren in diepe lagen kan in het ijs sluimerende ziektekiemen weer in omloop brengen.'


Als kan worden aangetoond dat net als reuzenvirussen ook gevaarlijke virussen als pokken duizenden jaren in de permafrost kunnen overleven, heeft dat enorme consequenties, aldus Claverie. 'Want dan kan een ziekte mischien wel aan de oppervlakte zijn uitgeroeid, maar niet in de bodem. Dan is een virus nooit helemaal verdwenen en moeten we ons geen vals gevoel van veiligheid laten aanpraten. Want dan kun je in theorie een virus oplopen van een neanderthaler.'


Veel wetenschappers blijven vooralsnog sceptisch over de vraag of virussen robuust genoeg zijn om millennia in het ijs te overleven. We moeten het pokkengevaar niet overdrijven, zegt de Nederlandse viroloog Ab Osterhaus (Erasmus MC), maar het ook niet uitsluiten. 'Wij conserveren onze eigen virussen bij 70 graden onder nul, dan blijven ze inert. Als ze warmer worden - zeg min 10 of min 20 - zou het zorgelijk kunnen worden.'


Het is hoe dan ook goed om voorzorgsmaatregelen te nemen, zeggen de Fransen. 'Je kunt de mijnbouw niet tegenhouden, maar zorg wel dat mijnwerkers zijn ingeënt tegen pokken. En vlieg iemand die een rare ziekte krijgt niet meteen naar de bewoonde wereld, maar houd hem even in quarantaine.' Zodat een horrorfilm als The Thaw geen werkelijkheid wordt.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden