Twee Belgische onderzoekers vlogen voor het Beagle-programma van Canvas en de VPRO naar Brazilië om er een genetisch experiment met Afrikaanse wormen uit te voeren. Is de schistosomaworm in Zuid-Amerika in staat om zijn oorspronkelijke tussengastheer in Afrika na vijfhonderd jaar scheiding te herkennen?
De slavenhandel tussen Afrika en Amerika heeft de menselijke migratiecyclus gesloten door de jongste migranten, de Amerikaanse indianen, weer in contact te brengen met de meest oorspronkelijke mensen, de Afrikanen. Het is een horrorverhaal uit de menselijke geschiedenis, dat uitmondt in een interessant genetisch experiment.
Maar de slavernij heeft nog een migratie op gang gebracht, nog een interessant genetisch experiment met een cyclus die opnieuw – ditmaal bij gratie van wetenschappelijke nieuwsgierigheid – gesloten kan worden. Het transport van zwarte lichamen van Afrika naar Amerika heeft een onvoorziene verplaatsing van parasieten in de hand gewerkt. Parasieten die plots in een totaal nieuwe context terechtkwamen. Dat ze dat overleefden, was niet zo vanzelfsprekend, want tal van parasieten, zoals wormen, leven alleen als volwassen diertje in het menselijk lichaam. Voor hun verspreiding zijn ze afhankelijk van tussengastheren die de eitjes opnemen die het menselijk lichaam verlaten, en die de broedkamer leveren waarin de eitjes larven worden.
De larven verlaten vervolgens het lichaam van de tussengastheer om op zoek te gaan naar een argeloze mens waarin ze via de huid en de bloedbaan binnendringen om volwassen te worden. Een evolutionair ingewikkeld en fragiel proces van geven en nemen, want het is voor de parasiet natuurlijk niet voordelig dat hij zijn gastheer te veel overlast berokkent: als die sterft, is het ook voor hem gedaan. Anderzijds moet hij proberen de afweer van de gastheer zo te misleiden dat hij er zelf zo weinig mogelijk hinder van ondervindt.
Een op het eerste gezicht moeilijke oefening, die echter blijkbaar relatief gemakkelijk is, want parasieten zijn in de loop der tijden onwaarschijnlijk succesvol gebleken.
Twee Belgische onderzoekers vlogen voor het Beagle-programma van Canvas en de VPRO naar Brazilië om er met moderne technieken een genetisch experiment met Afrikaanse wormen uit te voeren: Bruno Gryseels, hoofd van het wereldwijd gereputeerde Instituut voor Tropische Geneeskunde in Antwerpen, en Tine Huyse, een biologe van de Katholieke Universiteit Leuven die meewerkt met het onderzoek van schistosomen. Dat zijn Afrikaanse wormen, parasieten van de mens die in een zoetwatercontext gedijen, want ze hebben een zoetwaterslak als tussengastheer nodig.
Eitjes van de worm komen met menselijke uitwerpselen in het water terecht, waar een fractie van de productie per ongeluk door slakken wordt opgenomen. In de slak sluipen de larfjes van de worm uit het ei, en na een korte periode van groei veranderen ze in beestjes die in het water belanden en op zoek gaan naar een badende mens om volwassen te worden.
Wereldwijd zijn tussen 100 en 200 miljoen mensen met deze worm besmet. Hij veroorzaakt de potentieel dodelijke ziekte bilharziose, door schade aan te richten aan, al naargelang de soort, de darm, de lever of nog andere organen.
De voortplantingscapaciteit van de worm is enorm. Een wormenpaar kan – afhankelijk van de soort – driehonderd tot drieduizend eitjes per dag leggen, en dertig jaar in leven blijven. Maar de verspilling van voortplantingspogingen is enorm en dat moet ook, want anders zou de worm zijn gastheer vernietigen. De meeste eitjes gaan verloren, blijven in het menselijk lichaam zitten (wat de ziekte veroorzaakt), raken niet in het water of vinden geen slak. Ook de meeste larven gaan verloren, omdat ze geen mensengastheer vinden. De balans tussen wormen en mensen hangt sterk af van ecologische omstandigheden, en van toeval, van het geluk (of ongeluk, al naargelang de invalshoek) dat een eitje de juiste slak, en een larve de juiste mens vindt. Meestal is de balans perfect in evenwicht.
Samen oud worden
Een mens moet ook besmet worden door een mannelijke én een vrouwelijke worm, die elkaar in het lichaam moeten vinden, want schistosomen planten zich uitsluitend geslachtelijk voort. Ze zijn een voorbeeld van ultieme romantiek, van ononderbroken samenzijn: man en vrouw leven hun leven lang in een intense omstrengeling om elkaar niet kwijt te spelen, want als de eitjes, die in een continue stroom uit het vrouwenlichaam tuimelen, niet meteen bevrucht worden, is alles zinloos geweest. De wormen kunnen zich dat permanente samenzijn veroorloven, want ze voeden zich met bloed. Ze zwemmen letterlijk in hun eten.
Gryseels en Huyse zijn erg geïnteresseerd geraakt in het historische wedervaren van de Afrikaanse parasiet in Zuid-Amerika. Want hij had daar nog wel mensen als eindgastheer ter beschikking, maar niet meer dezelfde tussengastheer als in Afrika. De Afrikaanse en Amerikaanse continenten zijn 110 miljoen jaar geleden van elkaar gescheiden, waardoor hun slakkenpopulaties sterk uit elkaar zijn gegroeid.
Maar de worm heeft in Zuid-Amerika een geschikte vervanger gevonden voor de Afrikaanse slak, een verwant, maar desondanks een totaal andere soort. Hij is erin geslaagd een nieuwe broedkamer te vinden in een andere tussengastheer. Suikerrietplantages vormden in Brazilië een ideale biotoop voor de worm, want in het water van de irrigatiekanalen konden zowel slakken als wormen goed gedijen.
De belangrijkste hypothese die Gryseels en Huyse met hun onderzoek willen testen, is dat schistosomen uit Zuid-Amerika minder genetische variatie vertonen dan hun Afrikaanse voorouders, omdat ze door een evolutionaire flessenhals zijn gegaan: slechts een beperkt aantal stammen zal de verplaatsing overleefd hebben en de nieuwe wormenpopulatie hebben gesticht. De eerste resultaten lijken de hypothese te bevestigen: in één dorp in Senegal zit meer genetische variatie in de worm dan in heel de Braziliaanse populatie.
Een andere vraag is of de wormen uit Zuid-Amerika nog in staat zijn terug te plooien op hun Afrikaanse oorsprong. Herkennen ze hun oorspronkelijke slak nog, of zijn ze in 500 jaar tijd losgekoppeld geraakt van hun voorgeschiedenis? Een vraag die voor het einde van het programma, volgend jaar in mei, beantwoord kan zijn.
Gryseels en Huyse sluiten op die manier de evolutiecirkel van de worm: ze brengen de gemigreerde beesten weer in contact met hun oorspronkelijke biotoop. En ze kijken wat er gebeurd is, hoe Charles Darwins evolutionaire principes hebben gespeeld.
Wat ze ook al weten, is dat Brazilianen met een Europese achtergrond veel zieker worden van een besmetting met schistosomen dan Brazilianen met Afrikaanse roots. Het spel van geven en nemen is in blanke lichamen nog niet helemaal uitgespeeld.
De relaties tussen parasieten en hun gastheer zijn een prachtig voorbeeld van nog een principe dat uit Darwins geniale koker kwam: co-evolutie. Parasieten en hun gastheer moeten een moeilijke evenwichtsoefening maken, want een te grote activiteit van de ene kan in het nadeel zijn van de andere. Moderne inzichten stellen zelfs dat parasieten via co-evolutie een drijvende kracht achter de evolutie tout court zijn geweest, achter de genetische aanpassing van soorten, achter de verbazingwekkende veelzijdigheid van het leven, omdat ze hun gastheren voortdurend verplichten te veranderen om te voorkomen dat ze onder de voet gelopen worden. Waarna de parasiet verplicht wordt te volgen, zich op zijn beurt aan te passen, want anders komt hij in de problemen.
Co-evolutie is in dit geval dikwijls een kwestie van een opeenvolging van aanvals- en verdedigingsstrategieën, van een wapenwedloop. Een schistosomaworm is een relatief groot diertje, dat ongetwijfeld snel wordt opgemerkt door het afweersysteem van zijn gastheer, ook al omdat hij zich letterlijk in de munitiekamer bevindt, in het bloed. Maar hij heeft mechanismen ontwikkeld om de afweer minstens gedeeltelijk te counteren en de aanvalskracht van zijn slachtoffer in te perken.
Minstens één type witte bloedcellen uit het afweersysteem, de eosinofiel, is ontstaan als rechtstreekse reactie op onverdroten aanvallen van wormen. Deze eosinofielen spelen nu een belangrijke rol in beschavingsziektes als astma en eczeem. Het lijkt wel of het gebrek aan infecties met wormen de mens opgezadeld heeft met een overbodig geworden verdedigingsmechanisme, dat zich dan soms maar tegen het eigen lichaam keert.
DOOR DIRK DRAULANS
