Коронавирусът се държи избирателно: някои страни страдат силно от епидемията, в други ситуацията е по-спокойна. Много хора издържат на болестта без симптоми, а някой се озовават на интензивно лечение. Едно от обясненията е генетичната предразположеност. Възможно е ДНК да съдържа мутации, които инхибират или, обратно, улесняват проникването на вируса в тялото.

Генетиката обединява сили

През март Андреа Ган от Института по молекулярна биология в Университета в Хелзинки стартира проект за изследване на генетиката на пациенти с COVID-19 (COVID-19 Host Genetics Initiative). Сега към него са се присъединили 158 изследователски екипа от цял ​​свят. Някои анализират открити бази данни за геноми, за да идентифицират заразени хора, други събират проби от пациенти в особено засегнатите региони. Genotek, единствената руска компания до момента, работи с ДНК проби, които вече има на разположение.

"Поканихме наши клиенти, преминали генетични тестове, да отговорят на няколко въпроса - дали са заразени с коронавирус, колко тежко е заболяването и дали има рискови фактори, които усложняват неговото протичане. Планираме да съберем около сто хиляди профила. Глобалната цел е научна публикация за генетичната предразположеност към коронавирусна инфекция при руснаците “, казва изпълнителният директор на Genotek Валери Илински.

Компанията използва микрочипове, препоръчани от консорциума COVID-19 Host Genetics Initiative. Те позволяват да бъдат прочетени едновременно 650 хиляди последователности в генома - тези, които са променливи в повече от един процент от популацията.
"Засега всичко се свежда до спекулативни хипотези, без реални експерименти и проверка на статистическата значимост", подчертава Илински.

Инфекционна порта

Вписването на коронавирусните клетки е известно от епидемията на SARS. Върху липидната мембрана на SARS-CoV-2 са шиповидни протеини, които се свързват с ACE2 рецепторни протеини върху клетъчната мембрана на човешката лигавица и ги използват като шлюз за инвазия в тялото. Логично е да се предположи, че в гена, кодиращ ACE2, може да има мутации, засилващи или, обратно, да затихват действието на вируса.

Учени от Съединените щати, Канада, Индия и Сингапур анализираха повече от 290 хиляди човешки генома от почти четиристотин популации и откриха няколко варианта на ACE2 гени, които влияят на взаимодействието му с шиповия протеин. Освен това всички тези мутации са доста редки.

Специалисти от Белгия обърнаха внимание на ензима ACE1, който подобно на ACE2 участва в регулирането на кръвния поток в съдовете. Носителят на един от вариантите на гена ACE1 - алелът D (с делеция от 16 интрона) - ACE2 не е много активен, той произвежда по-малко протеин. В резултат на това шипковият протеин върху вирусната частица няма за какво да се свързва, той не може да проникне в клетката и човекът е по-малко вероятно да се зарази.

Анализ на геномите на жители на 25 страни в Европа, Турция и Израел показа, че в някои региони има повече D-алелни носители и по-малко случаи, по-ниска смъртност от COVID-19. В Китай и Южна Корея, първият засегнат от епидемията, D-алелът е рядък.

Генетичен пъзел

За да може протеинът върху вирусна частица да влезе в тялото, той трябва да се активира. Това прави друг ензим върху мембраната на човешката клетка - TMPRSS2, който принадлежи към семейството на серинните протеази (те разцепват други протеини).

Учени от Италия анализираха 1025 варианта на гена, кодиращ TMPRSS2 в ДНК на хора от 17 различни популации. И въпреки че някои варианти не са рядкост, значителни корелации с броя на случаите не бяха разкрити. Въпреки това, авторите на работата вярват, че това вероятно ще успее за онези региони на ДНК, които регулират активността на този ген с така наречената експресия на количествените локуси на чертите (eQTL). Неотдавнашен предпечат от индийски изследователи потвърди това: бяха открити мутации, които променят функцията на гена за протеина TMPRSS2 конкретно в белите дробове и по този начин допринасят за бързото разпространение на новия коронавирус подтип A2a в Европа и Северна Америка.

В същото време учени от Университета по медицина и наука в Орегон в САЩ посочиха гени, които контролират имунната система, по-специално кодиращи левкоцитни антигени - HLA. Тези молекули са първите, които се прилепват към вирусна частица, разпознават я и сигнализират на t-клетки: "това е врагът, убий го". Колкото повече HLA има в кръвта, толкова по-силна е имунната система.

Оказа се, че някои видове HLA са по-ефективни, те откриват повече вирусни частици. Това означава, че има някои мутации в гените, кодиращи тези сензорни молекули.

Тази мутация е открита и в данните за генома на пациенти, тежко засегнати от епидемията на SARS през 2002-2004 г.
Най-вероятно мутацията на HLA гена не е единствената, която увеличава риска от тежко заболяване с нова коронавирусна инфекция, подчертават авторите, но може да бъде важна част от този проблем.