Zapisane w genach

Czy istnieje zależność pomiędzy ludzkim DNA a zachorowaniem na COVID-19 oraz przebiegiem tej choroby?

Foto: pixabay.com

Genetyk dr hab. Mirosław Kwaśniewski, który jest kierownikiem Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych UM w Białymstoku, oraz immunolog dr Paweł Gajdanowicz, adiunkt w Katedrze i Zakładzie Immunologii Klinicznej UM we Wrocławiu uważają, że taka zależność występuje.

Gen ACE2

Wniosek ten oparli na podstawie prowadzonych wcześniej badań w obrębie ludzkiego genu ACE2, dzięki którym zidentyfikowano szereg wariantów mogących wpływać na podatność na infekcję innymi koronawirusami: SARS-CoV i NL63.

Ich zdaniem, znając mechanizmy odpowiedzialne za przenikanie tych wirusów do organizmu i wyniki analizy genów kodujących białka biorące udział w tym procesie, można przewidzieć, czy różnice w DNA pomiędzy ludźmi mają wpływ na podatność na zakażenie wieloma znanymi i groźnymi chorobami.

Na tej podstawie domniemają, że osoby o określonych cechach genetycznych mogą mieć także potencjalnie większą podatność na zakażenia obecnym koronawirusem. – Wcześniejsze badania genetyczne i analizy asocjacyjne umożliwiły nam wykrycie związków pomiędzy genetycznymi różnicami a podatnością na zakażenia wirusami: HIV, HBV, HCV, dengi, bakteriami wywołującymi gruźlicę, trąd, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych oraz pasożytami malarii – tłumaczy dr Paweł Gajdanowicz.

Podkreśla, że mutacja w genie kodującym receptor CCR5 zmniejsza ryzyko zakażenia np. wirusem HIV, co wskazuje na to, że u osób posiadających określone cechy genetyczne podatność na zakażenia może być zróżnicowana, a przebieg choroby zależny od indywidualnych predyspozycji genetycznych. Inna może być też reakcja na leki stosowane w terapii tych chorób.

Mechanizm infekcji

Badania nad koronawirusem SARS-CoV wykazały też związek pomiędzy ilością białek kodowanych przez gen ACE2, występujących na powierzchni pęcherzyków płucnych, a zakażeniem tym wirusem. – Mechanizm infekcji komórek płuc wywołanej przez SARS-CoV związany jest z aktywacją białek tego wirusa przez specyficzny enzym, znajdujący się na powierzchni komórek płuca. Aktywowane białka wirusa, podobnie jak w przypadku SARS-CoV-2, łączą się z ludzkim receptorem kodowanym przez wspomniany gen ACE2, powodując zakażenie – mówi dr hab. Mirosław Kwaśniewski.

Receptor ACE2 może być więc wykorzystywany przez wirusy do wniknięcia do komórki gospodarza, wewnątrz której dochodzi do ich namnożenia. Spośród tysięcy zidentyfikowanych wariantów w obrębie genu ACE2, wiele z nich może potencjalnie wpływać na podatność na infekcję koronawirusami SARS-CoV i NL63. Aby potwierdzić w stu procentach, czy wpływa na koronawirusa SARS-CoV-2, potrzeba dalszych badań epidemiologicznych w kontekście rozprzestrzeniania się wirusa i jego inwazyjności.

Identyfikacja

Badania w obrębie genu ACE2 udowodniły także związek pomiędzy zachodzącymi zmianami genetycznymi a podatnością m.in. na choroby o podłożu kardiologicznym. Dzięki temu ujawniono, że na przebieg COVID-19 może wpływać nie tylko wiek pacjentów, ale choroby współistniejące, takie jak cukrzyca czy nadciśnienie, których podłoże również może zależeć m.in. od uwarunkowań genetycznych.

Wiedza ta oraz dostępność do nowoczesnych technologii umożliwiających sekwencjonowanie genomów w dużej skali (nawet całej populacji) może stanowić broń w walce z nowymi, groźnymi wirusami. Identyfikacja genetycznych predyspozycji wpływających na przebieg infekcji czy skuteczność leczenia może też odegrać istotną rolę w zarządzaniu systemem opieki zdrowotnej w stanie epidemii, m.in. poprzez wyłonienie osób o zwiększonej podatności na zachorowanie lub tych, u których choroba może mieć ciężki przebieg kliniczny. Wiedza o predyspozycjach genetycznych może też pomóc w doborze bardziej skutecznych terapii.

Lucyna Krysiak