What I'd like to do is just drag us all down into the gutter, and actually all the way down into the sewer because I want to talk about diarrhea. And in particular, I want to talk about the design of diarrhea. And when evolutionary biologists talk about design, they really mean design by natural selection. And that brings me to the title of the talk, "Using Evolution to Design Disease Organisms Intelligently." And I also have a little bit of a sort of smartass subtitle to this. But I'm not just doing this to be cute. I really think that this subtitle explains what somebody like me, who's sort of a Darwin wannabe, how they actually look at one's role in sort of coming into this field of health sciences and medicine. It's really not a very friendly field for evolutionary biologists. You actually see a great potential, but you see a lot of people who are sort of defending their turf, and may actually be very resistant, when one tries to introduce ideas.
Ik wil jullie graag meenemen de goot in en eigenlijk nog dieper, naar het riool want ik wil het hebben over diarree en nog specifieker wil ik het hebben over het ontwerp van diarree. Wanneer evolutionair biologen spreken over ontwerp bedoelen ze eigenlijk ontwerp door natuurlijke selectie. Zo komen we bij de titel van dit verhaal: "Evolutie gebruiken om ziekteverwekkende organismen op een slimme manier te ontwerpen." Ik heb ook nog een soort bijdehante subtitel hierop: "Darwin in het land van smurrie". Ik zeg dit niet enkel om leuk te zijn. Ik denk namelijk dat deze subtitel aangeeft wat de perceptie is van de rol van iemand zoals ik, een soort 'Darwin-wannabe', die terecht komt in dit domein van gezondheidswetenschappen en medicijnen. Het is geen vriendelijk milieu voor evolutionair biologen. Je ziet een groot potentieel maar je komt een hoop mensen tegen die toch een beetje hun eigen vakgebied verdedigen en die erg defensief kunnen zijn wanneer iemand probeert om nieuwe ideeën te introduceren.
So, all of the talk today is going to deal with two general questions. One is that, why are some disease organisms more harmful? And a very closely related question, which is, how can we take control of this situation once we understand the answer to the first question? How can we make the harmful organisms more mild? And I'm going to be talking, to begin with, as I said, about diarrheal disease organisms. And the focus when I'm talking about the diarrheal organisms, as well as the focus when I'm talking about any organisms that cause acute infectious disease, is to think about the problem from a germ's point of view, germ's-eye view. And in particular, to think about a fundamental idea which I think makes sense out of a tremendous amount of variation in the harmfulness of disease organisms. And that idea is that from the germ's-eye point of view, disease organisms have to get from one host to another, and often they have to rely on the well-being of the host to move them to another host.
Het hele verhaal van vandaag zal gaan over twee algemene vragen. Een ervan is waarom sommige ziekteverwekkers zoveel schadelijker zijn en een sterk gerelateerde vraag: hoe kunnen we deze situatie onder controle krijgen wanneer we begrijpen wat het antwoord op de eerste vraag is? Hoe kunnen we schadelijke organismen milder maken? Ik ga beginnen met, zoals ik al zei diarreeverwekkende organismen. Mijn focus ligt zowel bij diarree-organismen als bij elk ander organisme dat acute besmettelijke ziekten veroorzaakt, op het bekijken van het probleem vanuit het oogpunt van de ziekteverwekker. Vanuit de optiek van een ziekteverwekker. En in het bijzonder na te denken over een fundamenteel idee waarvan ik denk dat het de enorme variatie in de schadelijkheid van ziekteverwekkers verklaart. Dat idee gaat als volgt: de ziekteverwekkers moeten van de ene gastheer naar de andere zien te komen en vaak zijn ze afhankelijk van de gezondheid van de gastheer om hen naar een andere gastheer te brengen.
But not always. Sometimes, you get disease organisms that don't rely on host mobility at all for transmission. And when you have that, then evolutionary theory tells us that natural selection will favor the more exploitative, more predator-like organisms. So, natural selection will favor organisms that are more likely to cause damage. If instead transmission to another host requires host mobility, then we expect that the winners of the competition will be the milder organisms. So, if the pathogen doesn't need the host to be healthy and active, and actual selection favors pathogens that take advantage of those hosts, the winners in the competition are those that exploit the hosts for their own reproductive success. But if the host needs to be mobile in order to transmit the pathogen, then it's the benign ones that tend to be the winners.
Maar niet altijd. Soms heb je ziekteverwekkers die voor overdracht niet afhankelijk zijn van de mobiliteit van de gastheer. In dat geval zal volgens de evolutietheorie natuurlijke selectie de voorkeur geven aan de meer uitbuitende, meer roofdierachtige organismen. Natuurlijke selectie geeft de voorkeur aan organismen die een grotere kans hebben om schade te veroorzaken. Als in plaats daarvan besmetting van een andere gastheer mobiliteit vereist, dan verwachten we dat de winnaars van deze competitie de mildere organismen zullen zijn. Als de ziekteverwekker geen baat heeft bij een gezonde en actieve gastheer en de selectie de voorkeur geeft aan ziekteverwekkers die misbruik maken van die gastheren, dan winnen degene die de gastheren uitbuiten voor hun eigen vermenigvuldiging. Maar als de gastheer mobiel moet zijn om de ziekteverwekker door te geven dan zijn het de meer goedaardige die neigen naar succes.
So, I'm going to begin by applying this idea to diarrheal diseases. Diarrheal disease organisms get transmitted in basically three ways. They can be transmitted from person-to-person contact, person-to-food-then-to-person contact, when somebody eats contaminated food, or they can be transmitted through the water. And when they're transmitted through the water, unlike the first two modes of transmission, these pathogens don't rely on a healthy host for transmission. A person can be sick in bed and still infect tens, even hundreds of other individuals. To sort of illustrate that, this diagram emphasizes that if you've got a sick person in bed, somebody's going to be taking out the contaminated materials. They're going to wash those contaminated materials, and then the water may move into sources of drinking water. People will come in to those places where you've got contaminated drinking water, bring things back to the family, may drink right at that point. The whole point is that a person who can't move can still infect many other individuals.
Ik ga dit idee toepassen op diarreeverwekkende ziektes. In principe wordt diarree op drie manieren doorgegeven. Door contact van persoon tot persoon, of van persoon naar voedsel naar een ander persoon, wanneer iemand besmet voedsel eet. Of ze kunnen worden doorgegeven via het water. Wanneer ze worden doorgegeven via het water, in tegenstelling tot de eerste twee manieren van doorgeven, zijn deze ziekteverwekkers niet afhankelijk van een gezonde gastheer voor overdracht. Iemand kan ziek in bed liggen en nog steeds tientallen, honderden andere individuen besmetten. Ter illustratie dit diagram om aan te geven dat wanneer iemand ziek in bed ligt, iemand anders het besmette materiaal mee naar buiten zal nemen. Iemand wast het besmette materiaal, dat water zal in drinkwaterbronnen terechtkomen. Mensen komen naar deze bronnen met besmet drinkwater, nemen dit mee terug naar hun familie of drinken het ter plaatse op. Het punt dat ik probeer te maken is dat iemand die zich niet kan verplaatsen nog steeds vele anderen kan besmetten.
And so, the theory tells us that when diarrheal disease organisms are transported by water, we expect them to be more predator-like, more harmful. And you can test these ideas. So, one way you can test is just look at all diarrheal bacteria, and see whether or not the ones that tend to be more transmitted by water, tend to be more harmful. And the answer is -- yep, they are. Now I put those names in there just for the bacteria buffs, but the main point here is that -- (Laughter) there's a lot of them here, I can tell -- the main point here is that those data points all show a very strong, positive association between the degree to which a disease organism is transmitted by water, and how harmful they are, how much death they cause per untreated infection. So this suggests we're on the right track. But this, to me, suggests that we really need to ask some additional questions.
De theorie vertelt ons dus dat we mogen verwachten dat diarreeverwekkers die zich via water verplaatsen, zich meer schadelijker en roofdierachtig zullen gedragen. Je kan deze ideeën uittesten. Een manier om dit te testen is door naar alle diarreeverwekkers te kijken en te kijken of degene die zich via water verplaatsen, vaker schadelijk zijn. Het antwoord is: "Dat zijn ze absoluut." Ik heb deze namen erin gezet voor de bacteriënkenners maar het belangrijkste is dat... (Gelach) het zijn er een hoop zo te horen... maar het belangrijkste is dat al deze datapunten allemaal een heel sterk verband aantonen tussen de mate waarin ziekteverwekkers worden doorgegeven door water, hoe schadelijk ze zijn en hoeveel dood ze veroorzaken per onbehandelde infectie. Dit suggereert dat we op het goede spoor zijn. Maar voor mij suggereert dit ook dat we nog een aantal aanvullende vragen moeten stellen.
Remember the second question that I raised at the outset was, how can we use this knowledge to make disease organisms evolve to be mild? Now, this suggests that if you could just block waterborne transmission, you could cause disease organisms to shift from the right-hand side of that graph to the left-hand side of the graph. But it doesn't tell you how long. I mean, if this would require thousands of years, then it's worthless in terms of controlling of these pathogens. But if it could occur in just a few years, then it might be a very important way to control some of the nasty problems that we haven't been able to control. In other words, this suggests that we could domesticate these organisms. We could make them evolve to be not so harmful to us.
Denk even terug aan de tweede vraag die ik stelde tijdens de inleiding: hoe kunnen we deze kennis gebruiken om ziekteverwekkers te laten evolueren tot mildere typen? Dit suggereert dat wanneer je gewoon de doorgifte via water kon blokkeren, je ziekteverwekkers kan laten verschuiven van de rechterkant naar de linkerkant van de grafiek. Maar het zegt niet hoe lang dit duurt. Als hier duizenden jaren voor nodig zijn, dan is het waardeloos als beheersing van deze ziekteverwekkers. Maar als het gedaan kan worden in enkele jaren dan zou het een heel belangrijke manier van beheersing kunnen zijn voor sommige van deze gemene problemen die we niet eerder konden beheersen. Met andere woorden, dit suggereert dat we deze organismen kunnen trainen. We zouden hen kunnen laten evolueren om minder schadelijk te zijn.
And so, as I was thinking about this, I focused on this organism, which is the El Tor biotype of the organism called Vibrio cholerae. And that is the species of organism that is responsible for causing cholera. And the reason I thought this is a really great organism to look at is that we understand why it's so harmful. It's harmful because it produces a toxin, and that toxin is released when the organism gets into our intestinal tract. It causes fluid to flow from the cells that line our intestine into the lumen, the internal chamber of our intestine, and then that fluid goes the only way it can, which is out the other end. And it flushes out thousands of different other competitors that would otherwise make life difficult for the Vibrios.
Toen ik hierover aan het nadenken was, focuste ik op dit organisme, het El Tor biotype van het organisme genaamd de vibrio cholerae. Het soort organisme dat verantwoordelijk is voor het uitbreken van cholera. Ik vond dit een heel goed organisme om te observeren omdat we begrijpen waarom het zo schadelijk is Het is zo schadelijk omdat het een toxine produceert dat vrijkomt wanneer het organisme in onze darmen terecht komt. Het zorgt dat vloeistof van de cellen die onze darmen afbakenen naar het lumen stroomt, de interne kamer van onze ingewanden en dat de vloeistof er via de enige andere weg uitgaat, namelijk de andere kant. Zo spoelt het duizenden andere concurrenten weg die anders het leven van de vibrio lastig zouden maken.
So what happens, if you've got an organism, it produces a lot of toxin. After a few days of infection you end up having -- the fecal material really isn't so disgusting as we might imagine. It's sort of cloudy water. And if you took a drop of that water, you might find a million diarrheal organisms. If the organism produced a lot of toxin, you might find 10 million, or 100 million. If it didn't produce a lot of this toxin, then you might find a smaller number. So the task is to try to figure out how to determine whether or not you could get an organism like this to evolve towards mildness by blocking waterborne transmission, thereby allowing the organism only to be transmitted by person-to-person contact, or person-food-person contact -- both of which would really require that people be mobile and fairly healthy for transmission.
Als je zo'n organisme hebt, produceert dit een hoop gifstoffen. Na een paar dagen infectie heb je -- de uitwerpselen zijn niet zo smerig als je zou denken. het is een soort van troebel water. Als je een druppel van dat water zou nemen, zou je een miljoen diarreeverwekkers vinden. Wanneer het organisme veel toxinen heeft geproduceerd, dan zou je er tien of honderd miljoen kunnen vinden. Als er niet zoveel toxine geproduceerd is dan vind je wellicht een kleiner aantal. Het is aan ons om uit te vinden hoe je kunt bepalen of je wel of niet een organisme als dit kunt laten evolueren tot een mildere vorm door doorgifte via water te blokkeren en hierdoor het organisme alleen toe te staan om te worden doorgegeven via contact van persoon tot persoon of contact via persoon tot voedsel tot persoon Beide varianten vereisen dat de mensen mobiel en redelijk gezond zijn om door te geven.
Now, I can think of some possible experiments. One would be to take a lot of different strains of this organism -- some that produce a lot of toxins, some that produce a little -- and take those strains and spew them out in different countries. Some countries that might have clean water supplies, so that you can't get waterborne transmission: you expect the organism to evolve to mildness there. Other countries, in which you've got a lot of waterborne transmission, there you expect these organisms to evolve towards a high level of harmfulness, right? There's a little ethical problem in this experiment. I was hoping to hear a few gasps at least. That makes me worry a little bit.
Ik kan wel een paar mogelijke experimenten bedenken. Een zou zijn om een groot aantal verschillende strengen van dit organisme te nemen -- een aantal die veel toxinen en een aantal die weinig toxinen produceren en om deze strengen in verschillende landen te verspreiden Een aantal landen met schone watervoorzieningen waar je geen verspreiding hebt via het water. Je zou verwachten dat de organismen daar tot mildere vormen zouden evolueren. In andere landen, waar de overdracht via water hoog is, zou je verwachten dat deze organismen evolueren naar een grotere mate van schadelijkheid, toch? Er zit een ethisch probleempje in dit experiment. Ik had eigenlijk gehoopt op een paar geschokte reacties. Ik maak me hier wat zorgen over.
(Laughter)
(Gelach)
But anyhow, the laughter makes me feel a little bit better. And this ethical problem's a big problem. Just to emphasize this, this is what we're really talking about. Here's a girl who's almost dead. She got rehydration therapy, she perked up, within a few days she was looking like a completely different person. So, we don't want to run an experiment like that. But interestingly, just that thing happened in 1991. In 1991, this cholera organism got into Lima, Peru, and within two months it had spread to the neighboring areas. Now, I don't know how that happened, and I didn't have anything to do with it, I promise you. I don't think anybody knows, but I'm not averse to, once that's happened, to see whether or not the prediction that we would make, that I did make before, actually holds up. Did the organism evolve to mildness in a place like Chile, which has some of the most well protected water supplies in Latin America? And did it evolve to be more harmful in a place like Ecuador, which has some of the least well protected? And Peru's got something sort of in between.
Maar goed, het gelach zorgt dat ik me alweer wat beter voel. Dit ethische probleem is een groot probleem. Om dit te benadrukken, dit is waar we over praten. Hier is een meisje dat bijna dood is. Ze kreeg rehydratatietherapie en ze kwam er weer bovenop, binnen een paar dagen zag ze eruit als een compleet ander persoon. We kunnen dit experiment niet uitvoeren. Maar interessant genoeg, iets gelijkaardigs gebeurde in 1991. In 1991 dook een choleraverwekker op in Lima, Peru. Binnen de twee maanden had deze zich verspreid naar de omliggende gebieden. Ik weet niet hoe dat gebeurde. Ik beloof jullie dat ik er niets mee te maken had. Ik denk niet dat iemand het weet, maar nu het gebeurd is, sta ik er niet negatief tegenover om te zien of de voorspelling die we zouden maken, die ik al eerder maakte, stand houdt. Evolueerden de organismen naar mildere varianten in plaatsen zoals Chili dat een van de best beschermde watervoorzieningen heeft in Latijns Amerika? Werden ze schadelijker in een land als Ecuador, dat een van de slechtst beschermde watervoorzieningen heeft? Peru heeft iets wat er zo'n beetje tussenin zit.
And so, with funding from the Bosack-Kruger Foundation, I got a lot of strains from these different countries and we measured their toxin production in the lab. And we found that in Chile -- within two months of the invasion of Peru you had strains entering Chile -- and when you look at those strains, in the very far left-hand side of this graph, you see a lot of variation in the toxin production. Each dot corresponds to an islet from a different person -- a lot of variation on which natural selection can act. But the interesting point is, if you look over the 1990s, within a few years the organisms evolved to be more mild. They evolved to produce less toxin. And to just give you a sense of how important this might be, if we look in 1995, we find that there's only one case of cholera, on average, reported from Chile every two years.
Met fondsen van de Bozack-Kruger stichting, kreeg ik een hoop stammen uit deze verschillende landen en hebben we de toxineproductie gemeten in het lab. Binnen de twee maanden na de invasie in Peru vonden we de eerste stammen die Chili binnenkwamen. Als je naar deze stammen kijkt aan de meest linkse kant van de grafiek, zie je veel variatie in de toxineproductie. Elke stip komt overeen met een monster van een andere persoon. Veel variatie waar de natuurlijke selectie iets mee kan doen. Een interessante observatie: in de jaren ‘90 evolueerden de organismen naar mildere typen binnen de twee jaar. Ze evolueerden naar minder toxineproductie. Om jullie een idee te geven hoe belangrijk dit kan zijn: als we naar 1995 kijken, dan zien we dat er gemiddeld maar één geval van cholera gerapporteerd werd vanuit Chili iedere twee jaar.
So, it's controlled. That's how much we have in America, cholera that's acquired endemically, and we don't think we've got a problem here. They didn't -- they solved the problem in Chile. But, before we get too confident, we'd better look at some of those other countries, and make sure that this organism doesn't just always evolve toward mildness. Well, in Peru it didn't. And in Ecuador -- remember, this is the place where it has the highest potential waterborne transmission -- it looked like it got more harmful. In every case there's a lot of variation, but something about the environment the people are living in, and I think the only realistic explanation is that it's the degree of waterborne transmission, favored the harmful strains in one place, and mild strains in another.
Dus het is onder controle. Zoveel endemisch veroorzaakte cholera hebben we in Amerika. We geloven niet dat dit een probleem is. Dat is het ook niet - ze hebben het probleem opgelost in Chili Voordat we overmoedig worden, moeten we ook even naar sommige andere landen kijken, en ons ervan vergewissen dat het organisme niet altijd evolueert naar een mildere vorm. In Peru deed het dat niet. In Ecuador, bedenk hierbij dat dit het land is met het hoogste potentieel voor overdracht via water. Het lijkt erop dat het hier schadelijker werd. In ieder geval is er veel variatie, maar er is iets met de omgeving waar de mensen in leven. Ik denk dat de enige verklaring de mate van overdracht via water is die de schadelijke varianten meer voordeel gaf op de ene plaats en mildere stammen op de andere.
So, this is very encouraging, it suggests that something that we might want to do anyhow, if we had enough money, could actually give us a much bigger bang for the buck. It would make these organisms evolve to mildness, so that even though people might be getting infected, they'd be infected with mild strains. It wouldn't be causing severe disease. But there's another really interesting aspect of this, and this is that if you could control the evolution of virulence, evolution of harmfulness, then you should be able to control antibiotic resistance. And the idea is very simple. If you've got a harmful organism, a high proportion of the people are going to be symptomatic, a high proportion of the people are going to be going to get antibiotics. You've got a lot of pressure favoring antibiotic resistance, so you get increased virulence leading to the evolution of increased antibiotic resistance. And once you get increased antibiotic resistance, the antibiotics aren't knocking out the harmful strains anymore. So, you've got a higher level of virulence.
Dit is erg bemoedigend. Als we iets willen doen, mits voldoende geld, is dit een manier om meer waar voor ons geld te krijgen. Het zou deze organismen naar mildere varianten doen evolueren. Er zullen nog steeds mensen besmet worden, maar ze zullen besmet worden met mildere stammen. Het zou geen ernstige ziekten meer veroorzaken. Maar er is nog een ander zeer interessant aspect: als je de evolutie van virulentie zou kunnen beheersen, de evolutie van de schadelijkheid, dan zou je ook de weerstand tegen antibiotica kunnen beheersen. Het idee is heel eenvoudig: bij een schadelijk organisme zal een groot deel van de mensen symptomen vertonen. Een groot deel van die mensen zal antibiotica krijgen. Dit geeft een grote druk ten gunste van antibioticaresistentie, wat leidt tot een toename in virulentie en dat leidt weer tot toegenomen antibioticaresistentie. Zodra je een toename krijgt van antibioticaresistentie, verdelgen de antibiotica de schadelijke stammen niet meer, wat weer leidt tot toename van virulentie.
So, you get this vicious cycle. The goal is to turn this around. If you could cause an evolutionary decrease in virulence by cleaning up the water supply, you should be able to get an evolutionary decrease in antibiotic resistance. So, we can go to the same countries and look and see. Did Chile avoid the problem of antibiotic resistance, whereas did Ecuador actually have the beginnings of the problem? If we look in the beginning of the 1990s, we see, again, a lot of variation. In this case, on the Y-axis, we've just got a measure of antibiotic sensitivity -- and I won't go into that. But we've got a lot of variation in antibiotic sensitivity in Chile, Peru and Ecuador, and no trend across the years. But if we look at the end of the 1990s, just half a decade later, we see that in Ecuador they started having a resistance problem. Antibiotic sensitivity was going down. And in Chile, you still had antibiotic sensitivity.
Hierdoor kom je in een vicieuze cirkel terecht. Ons doel is om dit te doorbreken. Als je een evolutionaire afname in virulentie kunt veroorzaken door de watervoorzieningen te verbeteren, dan krijg je een evolutionaire afname in antibioticaresistentie. We kijken opnieuw naar dezelfde landen en vragen ons af: voorkwam Chili het probleem van de antibioticaresistentie? Waar in Ecuador de problemen juist begonnen? Als we kijken naar het begin van de jaren ‘90 dan zien we alweer veel variatie. In dit geval staat de Y-as voor de gevoeligheid voor antibiotica. Daar ga ik verder niet op in. We hebben een grote variatie in gevoeligheid in Chili Peru en Ecuador en geen trend door de jaren heen. Als we kijken naar het einde van de jaren ‘90, een half decennium later, dan zien we dat zich in Ecuador een resistentieprobleem heeft ontwikkeld. Gevoeligheid voor de antibiotica ging naar beneden. In Chili had je nog steeds gevoeligheid voor antibiotica
So, it looks like Chile dodged two bullets. They got the organism to evolve to mildness, and they got no development of antibiotic resistance. Now, these ideas should apply across the board, as long as you can figure out why some organisms evolved to virulence. And I want to give you just one more example, because we've talked a little bit about malaria. And the example I want to deal with is, or the idea I want to deal with, the question is, what can we do to try to get the malarial organism to evolve to mildness? Now, malaria's transmitted by a mosquito, and normally if you're infected with malaria, and you're feeling sick, it makes it even easier for the mosquito to bite you.
dus het lijkt erop dat Chili twee problemen heeft voorkomen. Ze hebben het organisme naar milder laten evolueren en ze ontwikkelden geen antibioticaresistentie. Nu zou je deze ideeën overal op kunnen toepassen, als je ontdekt waarom sommige organismen naar meer virulentie evolueren. Ik wil jullie nog een voorbeeld geven want we hadden het eerder al even over malaria. Het voorbeeld of het idee waar ik het over wil hebben is: hoe kunnen we malariaveroorzakers naar mildere vormen laten evolueren? Malaria wordt doorgegeven door muskieten. Als je besmet wordt met malaria en je voelt je ziek, dan wordt het voor de muskiet nog gemakkelijker om je te bijten.
And you can show, just by looking at data from literature, that vector-borne diseases are more harmful than non-vector-borne diseases. But I think there's a really fascinating example of what one can do experimentally to try to actually demonstrate this. In the case of waterborne transmission, we'd like to clean up the water supplies, see whether or not we can get those organisms to evolve towards mildness. In the case of malaria, what we'd like to do is mosquito-proof houses. And the logic's a little more subtle here. If you mosquito-proof houses, when people get sick, they're sitting in bed -- or in mosquito-proof hospitals, they're sitting in a hospital bed -- and the mosquitoes can't get to them.
Je kan aantonen, gewoon door de literatuur te bestuderen, dat ziekteverwekkers die met vectoren werken schadelijker zijn dan deze die dat niet doen. Ik denk dat we hier een heel fascinerend voorbeeld hebben hoe we dit via een experiment kunnen proberen aan te tonen. In het geval van besmetting via water, willen we de watervoorziening schoner maken, om te zien of we deze organismen naar milder kunnen laten evolueren. In het geval van malaria gaan we huizen muskietvrij maken. Hier is de logica iets subtieler. In een muskietvrij huis -- zieke mensen liggen in bed of in muskietvrije ziekenhuizen, liggen ze in een ziekenhuisbed -- verhinder je dat de muskieten bij de zieken komen.
So, if you're a harmful variant in a place where you've got mosquito-proof housing, then you're a loser. The only pathogens that get transmitted are the ones that are infecting people that feel healthy enough to walk outside and get mosquito bites. So, if you were to mosquito proof houses, you should be able to get these organisms to evolve to mildness. And there's a really wonderful experiment that was done that suggests that we really should go ahead and do this. And that experiment was done in Northern Alabama. Just to give you a little perspective on this, I've given you a star at the intellectual center of the United States, which is right there in Louisville, Kentucky. And this really cool experiment was done about 200 miles south of there, in Northern Alabama, by the Tennessee Valley Authority. They had dammed up the Tennessee River. They'd caused the water to back up, they needed electric, hydroelectric power. And when you get stagnant water, you get mosquitoes. They found in the late '30s -- 10 years after they'd made these dams -- that the people in Northern Alabama were infected with malaria, about a third to half of them were infected with malaria.
Als je een schadelijke variant bent op een plaats waar de huizen muskietvrij zijn, dan ben je een verliezer. De enige pathogenen die verspreid worden zijn deze die mensen besmetten die gezond genoeg zijn om buiten te wandelen en muskietenbeten te krijgen. Dus als je huizen muskietvrij maakt, zou je in staat zijn deze organismen naar milder te laten evolueren. Er is een heel mooi experiment uitgevoerd dat suggereert dat we op het goede spoor zitten. Dat experiment is gedaan in Noord Alabama. Gewoon om even wat perspectief te bieden, ik heb hier een ster geplaatst op het intellectuele centrum van de VS, en dat is hier in Louisville, Kentucky. Dit coole experiment is uitgevoerd ongeveer 200 mijl ten zuiden, in Noord Alabama, door de "Tennessee Valley authority". Zij damden de Tenessee rivier af. Dat veroorzaakte stilstaand water omdat er elektriciteit nodig was, hydro-elektriciteit. Stilstaand water trekt muskieten aan. In de jaren ‘30, 10 jaar nadat de dammen waren gebouwd, vond men mensen in Noord Alabama die besmet waren met malaria. Ongeveer de helft tot een derde van hen was besmet met malaria.
This shows you the positions of some of these dams. OK, so the Tennessee Valley Authority was in a little bit of a bind. There wasn't DDT, there wasn't chloroquines: what do they do? Well, they decided to mosquito proof every house in Northern Alabama. So they did. They divided Northern Alabama into 11 zones, and within three years, about 100 dollars per house, they mosquito proofed every house. And these are the data. Every row across here represents one of those 11 zones. And the asterisks represent the time at which the mosquito proofing was complete. And so what you can see is that just the mosquito-proofed housing, and nothing else, caused the eradication of malaria. And this was, incidentally, published in 1949, in the leading textbook of malaria, called "Boyd's Malariology." But almost no malaria experts even know it exists. This is important, because it tells us that if you have moderate biting densities, you can eradicate malaria by mosquito proofing houses.
Hier zie je de locatie van sommige van deze dammen. Dus de "Tennessee Valley Authority" had een probleem. Er was geen DDT, er was geen chloroquine, wat moesten ze doen? Ze besloten ieder huis in Noord Alabama muskietvrij te maken. Ze verdeelden Noord Alabama in 11 zones en binnen drie jaar, ongeveer 100 dollar per huis, werd ieder huis muskietvrij gemaakt. Dit zijn de data. Iedere rij hier staat voor een van de 11 zones. De asterisk staat voor het moment waarop het muskietvrij maken werd afgerond. Je kunt zien dat alleen al het muskietvrij maken en niets anders, leidde tot de uitroeiing van malaria. Dit is gepubliceerd in 1949, in het vooraanstaande boek over malaria, ‘Boyd’s Malariology’. Maar bijna geen van de malaria-experts weet dat het bestaat. Dit is belangrijk, omdat het ons zegt dat wanneer je gematigde bijtdichtheden hebt je malaria kunt uitroeien door huizen muskietvrij te maken.
Now, I would suggest that you could do this in a lot of places. Like, you know, just as you get into the malaria zone, sub-Saharan Africa. But as you move to really intense biting rate areas, like Nigeria, you're certainly not going to eradicate. But that's when you should be favoring evolution towards mildness. So to me, it's an experiment that's waiting to happen, and if it confirms the prediction, then we should have a very powerful tool. In a way, much more powerful than the kind of tools we're looking at, because most of what's being done today is to rely on things like anti-malarial drugs. And we know that, although it's great to make those anti-malarial drugs available at really low cost and high frequency, we know that when you make them highly available you're going to get resistance to those drugs. And so it's a short-term solution. This is a long-term solution.
Ik stel voor dat je dit op veel plaatsen kunt doen. Plaatsen waar je net in de malariazone zit, zoals sub-Sahara Afrika. Maar als je kijkt naar plaatsen met hoge bijtdichtheden, zoals Nigeria, daar ga je ze zeker niet uitroeien. Maar daar kan je ze laten evolueren naar mildere varianten. Het is een experiment dat enkel nog moet uitgevoerd worden en als het de voorspelling bevestigt dan zouden we een heel krachtig instrument in handen hebben. In een bepaald opzicht veel krachtiger dan de instrumenten die we al hebben. Al wat we vandaag de dag doen is vertrouwen op dingen zoals antimalariamedicijnen. Hoewel het heel goed is dat we ze beschikbaar maken tegen lage kostprijs en een hoge productie, weten we dat wanneer je ze grootschalig beschikbaar maakt je resistentie krijgt tegen deze medicijnen. Het is dus een korte termijnoplossing. Dit is een lange termijnoplossing.
What I'm suggesting here is that we could get evolution working in the direction we want it to go, rather than always having to battle evolution as a problem that stymies our efforts to control the pathogen, for example with anti-malarial drugs. So, this table I've given just to emphasize that I've only talked about two examples. But as I said earlier, this kind of logic applies across the board for infectious diseases, and it ought to. Because when we're dealing with infectious diseases, we're dealing with living systems. We're dealing with living systems; we're dealing with systems that evolve. And so if you do something with those systems, they're going to evolve one way or another. And all I'm saying is that we need to figure out how they'll evolve, so that -- we need to adjust our interventions to get the most bang for the intervention buck, so that we can get these organisms to evolve in the direction we want them to go.
Ik wil voorstellen dat we de evolutie laten werken in de richting die wij willen, in plaats van evolutie te bestrijden als een probleem dat ons belemmert in onze pogingen de pathogenen te beheersen, bijvoorbeeld met antimalariamedicijnen. Deze tabel laat ik zien om te benadrukken dat ik enkel over deze twee voorbeelden heb gesproken. Deze logica is op ook toe te passen op andere infectieziekten en dat zou ook moeten. Wanneer we werken met infectieziekten, dan werken we met levende systemen. Wanneer we werken met levende systemen, dan werken we met systemen die evolueren. Wanneer je dus iets doet met die systemen dan gaan ze evolueren, op wat voor manier dan ook. Ik probeer te zeggen dat we moeten zoeken hoe ze evolueren, zodat we onze interventies kunnen aanpassen, zodat we zoveel mogelijk uit ons interventiegeld halen, zodat we deze organismen zover krijgen dat ze evolueren in de richting die wij willen.
So, I don't really have time to talk about those things, but I did want to put them up there, just to give you a sense that there really are solutions to controlling the evolution of harmfulness of some of the nasty pathogens that we're confronted with. And this links up with a lot of the other ideas that have been talked about. So, for example, earlier today there was discussion of, how do you really lower sexual transmission of HIV? What this emphasizes is that we need to figure out how it will work. Will it maybe get lowered if we alter the economy of the area? It may get lowered if we intervene in ways that encourage people to stay more faithful to partners, and so on.
Ik heb geen tijd meer over om over deze onderwerpen te praten, maar ik wilde ze even laten zien, gewoon om jullie een idee te geven dat er oplossingen zijn om de evolutie van schadelijkheid te beheersen van een aantal nare ziekten waar we mee te maken krijgen. Dit valt goed te combineren met andere ideeën die eerder aan bod kwamen. Eerder vandaag bijvoorbeeld was er de discussie over hoe je de overdracht van hiv via seks vermindert. Het benadrukt dat we moeten uitvinden hoe het werkt. Vermindert het wanneer we de economie van het gebied aanpassen? Het kan verminderd worden als we ingrijpen op manieren die mensen aanmoedigen om trouw te blijven aan hun partners, enzovoorts.
But the key thing is to figure out how to lower it, because if we lower it, we'll get an evolutionary change in the virus. And the data really do support this: that you actually do get the virus evolving towards mildness. And that will just add to the effectiveness of our control efforts. So the other thing I really like about this, besides the fact that it brings a whole new dimension into the study of control of disease, is that often the kinds of interventions that you want, that it indicates should be done, are the kinds of interventions that people want anyhow. But people just haven't been able to justify the cost.
De sleutel ligt in het uitzoeken wat je moet verminderen. Als we dat verminderen zal het virus zich evolutionair aanpassen. De data bewijst dat het virus naar een mildere vorm evolueert. Dit draagt bij aan de effectiviteit van onze pogingen tot beheersing. Het andere punt hiervan wat ik erg goed vind -- naast het feit dat het een hele dimensie toevoegt aan de studie naar beheersing van ziekten -- is dat de interventies die je wil bewerkstelligen die zouden moeten gebeuren, vaak die interventies zijn die mensen hoe dan ook willen. Maar mensen hebben de kosten nog niet kunnen verantwoorden.
So, this is the kind of thing I'm talking about. If we know that we're going to get extra bang for the buck from providing clean water, then I think that we can say, let's push the effort into that aspect of the control, so that we can actually solve the problem, even though, if you just look at the frequency of infection, you would suggest that you can't solve the problem well enough just by cleaning up water supply. Anyhow, I'll end that there, and thank you very much.
Precies daarover heb ik het. Als we weten dat we extra waar voor ons geld krijgen door te voorzien in schoon water, dan denk ik dat we kunnen stellen dat we onze pogingen tot beheersing dienen te richten op die aspecten zodat we het probleem écht kunnen oplossen, Zelfs als je de frequentie van de infectie beschouwt en besluit dat je het probleem niet goed genoeg kunt oplossen door enkel de watervoorziening schoner te maken. In ieder geval, ik houd er hier mee op. Hartelijk dank allemaal.
(Applause)
(Applaus)