Mikä on genetiikan selitysrooli suhteessa COVID-19 taudin vakavuuteen, jopa kuolemaan?

Tutkijat ympäri maailmaa kilpailevat tuottaakseen julkaisuja, jotka lisäävät yleistä ymmärrystä uudesta SARS-CoV-2 koronaviruksesta, joka aiheuttaa COVID-19 taudin.

Keskeisiä tutkimuskysymyksiä ovat: Miksi useimmilla tartunnan saaneilla ihmisillä on lieviä tai kohtalaisia oireita (tai mahdollisesti ei ollenkaan oireita), kun taas toisille kehittyy vakava (jopa tappava) tauti? Voimmeko identifioida geeniprofiilin, joka suojaa taudilta? Voimmeko identifioida geeniprofiilin, johon liittyy erittäin korkea riski kuolla?

Tiedämme, että tietyt tekijät – kuten korkea ikä tai kansantaudit, kuten ylipaino, sydänsairaus ja diabetes – voivat edesauttaa vakavien koronaoireiden kehittymistä, mukaan lukien keuhkokuume. Mutta jopa nuorille, terveille ihmisille voi kehittyä vakavia oireita ja myös he voivat kuolla COVID-19 tautiin. Miksi näin? Voiko genetiikalla olla sormensa pelissä, miten viruspaholainen pääsee mylläämään tartunnan saaneiden soluissa?

Aikaisempien tutkimusten perusteella tiedämme, että genetiikka voi vaikuttaa ihmisen alttiuteen sairastua erilaisiin tartuntatauteihin – myös siihen, saavatko he tartunnan ja kuinka vakavaksi heidän tautinsa äityy.

Esimerkiksi seuraavat infektiogeenit ovat tuttuja erilaisista kaupallisista geenitesteistä:

HBB-geenin tietyt geneettiset variantit voivat tehdä ihmisistä vähemmän alttiita malariaa aiheuttavan loisen tartunnalle. HBB-geeni sisältää ohjeet hemoglobiiniproteiinin valmistamiseksi, joka kuljettaa happea punasolujen sisällä.

CCR5-geenin tietty geneettinen variantti voi suojata ihmisiä HIV-tartunnalta estämällä viruksen pääsyn tiettyihin immuunijärjestelmän T-soluihin. CCR5-geeni koodaa proteiinia, joka istuu näiden T-solujen pinnalla.

FUT2-geenin tietty variantti voi vähentää ihmisten todennäköisyyttä saada norovirustartunta, joka aiheuttaa ripulia. FUT2-geeni koodaa entsyymiä, joka auttaa määrittämään, onko tiettyjä molekyylejä läsnä suoliston pinnalla.

• Lisäksi HLA-geenien geneettiset variantit voivat selittää erot taudin vakavuusasteessa. Tämä geeniryhmä auttaa immuunijärjestelmää erottamaan kehon omat proteiinit ulkopuolisten hyökkääjien, kuten virusten ja bakteerien, tuottamista proteiineista. Esim. HLA-geenien geenien variantit voivat auttaa selittämään miksi HIV-virustauti etenee nopeammin joillakin ihmisillä kuin toisilla.

•Toiseksi, HLA-geenien variaatiot voivat myös vaikuttaa siihen, miksi jotkut ihmiset parantuvat hepatiitti B-virusinfektiosta, kun taas toiset eivät ja sairastuvat kroonisesti.

• Kolmanneksi, HLA-geeniryhmän variantit voivat tarjota käsityksen siitä, miksi joillakin (mutta ei kaikilla) Dengue-kuumevirus tartunnan saaneilla ihmisillä on vakavia komplikaatioita.

Mitä geenejä koronavirus aktivoi solussa? ACE2 ja ABO

SARS-Cov-2 viruksen piikkimäinen s-proteiini tunnistaa ihmisen solun pinnalta proteiinin nimeltä ACE2. ACE2-proteiinia on keuhkojen epiteelisoluissa, suolistossa, munuaisissa ja verisuonissa. ACE2-geenin, ja sen lähellä olevat geenialueen variantit, voivat yhdessä vaikuttaa siihen, kuinka paljon ACE2-proteiinia valmistetaan tai kuinka proteiini toimii. Tämä voi tehdä viruksen pääsyn helpommaksi tai vaikeammaksi soluihin ja vaikuttaa siihen, miten sairaita ihmisistä tulee. 

Oheisessa kuvassa näkyy miten koronavirus sitoutuu ihmisen solun pinnalla olevaan ACE2-reseptoriin. Tämä on se avainhetki, joka pitää tuntea paremmin, jotta koronainfektio voidaan estää.

Toinen merkittävä geeni koronavirustartunnan osalta on ABO-geeni, joka määrittää ihmisen veriryhmää ja voi vaikuttaa myös todennäköisyyteen sairastua COVID-19 tautiin. Alustavat tulokset antavat viitettä, että O-veriryhmällä voi olla taudilta suojaava vaikutus. Esim. geenivariantti rs505922 T-ominaisuusalleelin suojaavan vaikutuksen (alustavan) assosiaation p=1.4e-8 ja OR = 0.88. 

From the data, the scientists discovered two independent gene variants that appear to be associated with COVID-19 induced respiratory failure: rs11385942 at locus 3p21.31 and rs657152 at locus 9q34.2 – these were significant at the genome wide level (P<5×10−8).

#Annatko luvan’ biopankkinäytekampanja on nyt aktiivinen

Antamalla sähköisen biopankkisuostumuksen tänään voit auttaa (tulevaisuuden) tutkimuksissa, joissa kehitetään hoitoja ja ennaltaehkäiseviä menetelmiä monenlaisille taudeille, kuten COVID-19 taudille.

https://annatkoluvan.fi/

Yksi keino tunnistaa COVID-19 taudin vakavuuteen vaikuttavat geenit ja geneettiset variantit on genomin laajuinen assosiaatiotutkimus. GWAS-analyysin avulla tutkijat vertaavat vakavasti sairaiden (oireisten) ihmisten DNA:ta niiden ihmisten DNA:han, joilla on lievempiä oireita, tai joilla ei ole lainkaan oireita. Geneettiset variantit, jotka ovat yleisempiä yhdessä näistä tutkittavien ryhmistä kuin toisessa, edustavat geneettisiä assosiaatioita COVID-19:n tietyn vakavuusasteen kanssa.

Kun verrataan hyvin sairaiden ihmisten geneettisiä variantteja sellaisten ihmisten variantteihin, joilla on lievempiä oireita tai jotka eivät sairastuneet, päästään viruksen pahuuden eli tartuntakyvykkyyden juurille. Tunnistamalla ne geneettiset variantit, jotka ovat yleisempiä vakavan sairauden (sairaalahoito, tehohoito, kuolema) kokeneille ihmisille, tutkijat voivat ehkä paremmin identifioida, ketkä  ovat suurimmassa tautivaarassa.

Antamalla biopankkinäytteen sinusta tulee osa FinnGen-tutkimushanketta, jossa voidaan tutkia esim. geenien roolia ihmisillä, jotka ovat sairastaneet koronavirusinfektion ja joiden DNA on analysoitu osana hanketta. Tutkimus on osa kansainvälistä COVID-19 Host Genetics Iniative tutkimusyhteistyötä.

Nämä geneettiset tutkimushankkeet voivat auttaa tutkijoita luomaan uusia käsityksiä siitä, kuinka SARS-Cov-2 koronavirus tartuttaa solujamme ja vaikuttaa elimistömme toimintaan. Ja nämä käsitykset saattavat antaa meille vihjeitä, miten seuloa ennakolta sairaalahoitoa todennäköisesti tarvitsevat potilaat, mikä on osuvin ja tehokkain hoitomuoto ja mitkä ovat mahdollisia uusia kohdemolekyylejä lääkkeiden tai rokotteiden kehitystyölle.

Käy lukemassa YLE-katsaus samasta teemasta:

https://yle.fi/uutiset/3-11349735

3. toukokuuta 2020

Merja, geenineuvoja, jolla on lääketieteellisessä tiedekunnassa suoritettu virusopin ja immunologian laaja oppimäärä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *