Коронавірус та гени: сприйнятливість до інфекції в ДНК?

Люди зі специфічними генетичними характеристиками можуть мати потенційно більший ризик заразитися коронавірусом. Дослідження показали, що в гені ACE2 людини було виявлено ряд варіантів, які можуть впливати на сприйнятливість до інфекції іншими коронавірусами: SARS-CoV та NL63. Однак взаємозв'язок між сприйнятливістю до захворювання та перебігом COVID-19 досі не до кінця вивчений.

На думку імунологів, завдяки знанню механізмів, відповідальних за проникнення вірусів в організм, та аналізу генів, що кодують білки, що беруть участь у цьому процесі, можна передбачити, чи впливають відмінності в ДНК між людьми на сприйнятливість до інфекції. Це стосується багатьох відомих та небезпечних захворювань.

- Генетичні дослідження та аналізи асоціацій дозволили виявити взаємозв'язок між генетичними відмінностями та сприйнятливістю до інфекцій з такими вірусами, як: ВІЛ, HBV, HCV, вірус денге, бактерії, що викликають туберкульоз, проказу, менінгіт та паразити, що викликають малярію, - перелічує д-р Павел Гайданович з Кафедри та кафедри клінічної імунології Медичного університету у Вроцлаві. - Наприклад, мутація гена, що кодує рецептор CCR5, робить людей менш сприйнятливими до ВІЛ-інфекції, і подібні відносини можна множити.

Люди зі специфічними генетичними характеристиками, наприклад варіанти генів, мають різну сприйнятливість до інфекцій і по-різному реагують на препарати, що використовуються в терапії. Як наслідок, перебіг самого захворювання може залежати від індивідуальних генетичних схильностей. Ці знання надзвичайно цінні і починають перетворюватися на клінічні ефекти.

Щоб переглянути це відео, увімкніть JavaScript і подумайте про оновлення до веб-браузера, що підтримує відео HTML5

Гени та коронавірус SARS-CoV-2

Як і інші захворювання, гени також можуть відігравати роль у коронавірусі SARS-CoV-2; одним з найкраще описаних є ген ACE2. Раніше дослідження коронавірусу SARS-CoV, який спричинив пандемію у 2002 та 2003 рр., Показали взаємозв'язок між кількістю білків, кодованих геном ACE2 на поверхні альвеол, та зараженням цим вірусом. Зараз те саме може бути і з ГРВІ-CoV-2.

Незважаючи на ранні стадії нової епідемії коронавірусу, вчені все більше знають про те, як цей вірус може заражати клітини людини.

- Механізм зараження клітин легенів вірусом SARS-CoV-2 пов’язаний з активацією вірусних білків специфічним ферментом, розташованим на поверхні легеневих клітин. Було показано, що активовані вірусні білки - як і у випадку з пандемією SARS-Cov у 2002 році - зв’язуються з рецептором людини, кодованим згаданим вище геном ACE2, викликаючи інфекцію, - пояснює д-р. Мірослав Квашнєвський, керівник Центру біоінформатики та аналізу даних Медичного університету в Білостоці.

Як пояснює доктор Квашнєвський: рецептор ACE2 може використовуватися вірусами для проникнення в клітину-хазяїна, всередині якої вони розмножуються. Серед тисяч ідентифікованих варіантів гена ACE2 багато з них можуть впливати на сприйнятливість до зараження коронавірусами, такими як SARS-CoV та NL63. Однак досі неможливо підтвердити, чи існує подібний зв'язок із поточним коронавірусом - SARS-CoV-2. Для подальших епідеміологічних досліджень у контексті розповсюдження вірусів та інвазивності будуть потрібні широкомасштабні генетичні аналізи на численних популяціях.

Чи можете ви перевірити, чи ризикуєте ви?

Цікаво, що попередні дослідження довели взаємозв'язок генетичних змін у гені ACE2 у пацієнтів, сприйнятливих до багатьох інших захворювань, включаючи серцево-судинні.

- Ми можемо бачити, що на перебіг COVID-19 може впливати не тільки вік пацієнтів, але й супутні захворювання, такі як діабет або гіпертонія, тобто ті, причини яких також можуть залежати від генетичних детермінант та способу життя. Лише зараз, в кризовій ситуації, ми всі починаємо більше помічати важливість таких залежностей, - продовжує д-р. Мірослав Кваснєвський.

На думку дослідників, наявність сучасних технологій, які дозволяють широкомасштабне секвенування геномів (навіть для всієї популяції), глобальний доступ до інформації про інфекції та перебіг хвороби, а також передові аналітичні методи можуть стати зброєю в боротьбі з новими, небезпечними вірусами.

Виявлення генетичних схильностей, що впливають на перебіг інфекції або ефективність лікування, може зіграти важливу роль в управлінні системою охорони здоров’я в кризовій ситуації, наприклад шляхом виявлення людей із підвищеною сприйнятливістю до захворювань або у яких клінічний перебіг захворювання може бути важким.

Знання генетичних схильностей, а також поведінкових та екологічних умов може дозволити вибрати найбільш ефективну терапію.

Про експертів:

доктор хаб. Мірослав Квашнєвський - генетик, молекулярний біолог, біоінформатик, керівник Центру біоінформатики та аналізу даних Медичного університету в Білостоці. Координатор роботи дослідницьких груп у проектах у галузі персоналізованої медицини та масштабної геноміки, зосереджених головним чином на проблемах цивілізаційних хвороб, зокрема раку, діабету II типу та серцево-судинних захворювань. В рамках цих проектів він співпрацює з провідними дослідницькими центрами у Польщі та у світі. У своїй роботі він використовує новітні аналітичні методи в галузі геноміки та системної біології. Він є радником міжнародних організацій та біотехнологічних компаній у галузі нових геномічних технологій та аналізу біомедичних даних. Лауреат премії Міністра науки і вищої освіти за наукові досягнення.

доктор Павел Гайданович - доцент кафедри клінічної імунології Медичного університету у Вроцлаві. Автор наукових праць у галузі імунології, алергології, онкології, молекулярної біології та персоналізованої медицини. Він накопичив досвід роботи в престижних наукових установах Польщі та Європи. Бере участь у реалізації численних науково-дослідних та дослідно-конструкторських проектів. Член Ради молодих вчених 3-го терміну та Європейської академії алергології та клінічної імунології (EAACI).