Коронавирус и гены: восприимчивость к инфекции в ДНК?

Люди с определенными генетическими характеристиками могут иметь потенциально более высокий риск заражения коронавирусом. Исследования показали, что в человеческом гене ACE2 был идентифицирован ряд вариантов, которые могут повлиять на восприимчивость к инфекции другими коронавирусами: SARS-CoV и NL63. Однако связь между восприимчивостью к заболеванию и течением COVID-19 до сих пор полностью не изучена.

По мнению иммунологов, благодаря знанию механизмов, ответственных за проникновение вирусов в организм, и анализу генов, кодирующих белки, участвующие в этом процессе, можно предсказать, влияют ли различия в ДНК между людьми на восприимчивость к инфекции. Это касается многих известных и опасных заболеваний.

- Генетические исследования и анализ ассоциаций позволили выявить взаимосвязь между генетическими различиями и восприимчивостью к инфекциям с такими вирусами, как: ВИЧ, ВГВ, ВГС, вирус денге, бактерии, вызывающие туберкулез, проказу, менингит и паразиты, вызывающие малярию, - перечисляет д-р Павел Гайданович из Кафедры и отделения клинической иммунологии Медицинского университета во Вроцлаве. - Например, мутация в гене, кодирующем рецептор CCR5, делает людей менее восприимчивыми к ВИЧ-инфекции, и аналогичные отношения могут увеличиваться.

Люди с определенными генетическими характеристиками, например вариантами генов, имеют разную восприимчивость к инфекциям и по-разному реагируют на лекарства, используемые в терапии. Следовательно, течение самого заболевания может зависеть от индивидуальных генетических предрасположенностей. Эти знания чрезвычайно ценны и начинают проявляться в клинических эффектах.

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5.

Гены и коронавирус SARS-CoV-2

Как и в случае с другими заболеваниями, гены также могут играть роль в коронавирусе SARS-CoV-2; одним из наиболее описанных является ген ACE2. Более ранние исследования коронавируса SARS-CoV, вызвавшего пандемию в 2002 и 2003 годах, показали взаимосвязь между количеством белков, кодируемых геном ACE2 на поверхности альвеол, и заражением этим вирусом. То же самое может случиться и с SARS-CoV-2.

Несмотря на ранние стадии вспышки нового коронавируса, ученые все больше и больше узнают о том, как этот вирус может инфицировать клетки человека.

- Механизм заражения клеток легких вирусом SARS-CoV-2 связан с активацией вирусных белков специфическим ферментом на поверхности клеток легких. Было показано, что активированные вирусные белки - как в случае пандемии SARS-Cov в 2002 году - связываются с человеческим рецептором, кодируемым вышеупомянутым геном ACE2, вызывая инфекцию, - объясняет д-р. Мирослав Квасьневский, руководитель Центра биоинформатики и анализа данных, Медицинский университет Белостока.

Как объясняет д-р Квасьневский: рецептор ACE2 может быть использован вирусами для проникновения в клетку-хозяин, внутри которой они размножаются. Среди тысяч идентифицированных вариантов гена ACE2 многие могут влиять на восприимчивость к заражению коронавирусами, такими как SARS-CoV и NL63. Однако пока нет возможности подтвердить, существует ли аналогичная связь с нынешним коронавирусом - SARS-CoV-2. Для дальнейших эпидемиологических исследований в контексте распространения и инвазивности вируса потребуется крупномасштабный генетический анализ нескольких популяций.

Можете ли вы проверить, что вы в опасности?

Интересно, что более ранние исследования доказали взаимосвязь генетических изменений в гене ACE2 у пациентов, предрасположенных ко многим другим заболеваниям, включая кардиологические.

- Мы видим, что на течение COVID-19 может влиять не только возраст пациентов, но и сопутствующие заболевания, такие как диабет или гипертония, то есть те, происхождение которых также может зависеть от генетических условий и образа жизни. Только сейчас, в кризисной ситуации, мы все больше начинаем замечать важность таких зависимостей, - продолжает д-р. Мирослав Квасьневский.

По мнению ученых, наличие современных технологий, обеспечивающих крупномасштабное секвенирование геномов (даже для всего населения), глобальный доступ к информации об инфекциях и течении заболевания, а также передовые аналитические методы могут стать оружием в борьбе с новыми опасными вирусами.

Выявление генетической предрасположенности, влияющей на течение инфекции или эффективность лечения, может сыграть важную роль в управлении системой здравоохранения в кризисной ситуации, например путем выявления людей с повышенной предрасположенностью к заболеванию или у которых клиническое течение болезни может быть тяжелым.

Знание генетической предрасположенности, а также поведенческих и экологических условий может позволить выбрать наиболее эффективную терапию.

Об экспертах:

доктор хаб. Мирослав Квасьневский - генетик, молекулярный биолог, биоинформатист, руководитель Центра биоинформатики и анализа данных Медицинского университета Белостока. Координатор работы исследовательских групп в проектах в области персонализированной медицины и крупномасштабной геномики, ориентированных в основном на проблемы болезней цивилизации, в частности рака, диабета II типа и сердечно-сосудистых заболеваний. В рамках этих проектов он сотрудничает с ведущими исследовательскими центрами Польши и мира. В своей работе он использует новейшие аналитические методы в области геномики и системной биологии. Он выступает в качестве советника международных организаций и биотехнологических компаний в области новых технологий геномики и анализа биомедицинских данных. Лауреат премии министра науки и высшего образования за научные достижения.

доктор Павел Гайданович - доцент кафедры клинической иммунологии Медицинского университета во Вроцлаве. Автор научных работ в области иммунологии, аллергологии, онкологии, молекулярной биологии и персонализированной медицины. Он приобрел опыт работы в престижных исследовательских учреждениях Польши и Европы. Участвовал в реализации множества научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектов. Член Совета молодых ученых 3-го семестра и Европейской академии аллергологии и клинической иммунологии (EAACI).