SPOJENIE

GENETIKY A COVID-19

Základné pojmy:

SARS-CoV-2 je názov nového koronavírusu, ktorý sa objavil v decembri 2019 v provincii Wu-chan.

COVID-19 je názov ochorenia, ktorého príznaky spôsobuje vírzus SARS-CoV-2.

Fakty:

- Za posledných 80 rokov bolo identifikovaných viac ako 50 rôznych koronavírusov, z ktorých väčšina spôsobuje choroby iba u zvierat. V súčasnosti je známych 7 ľudských koronavírusov.

- Vírus SARS-CoV-2 je betakoronavírus, obalený vírus s jedným vláknom RNA. Vstupuje do ľudských buniek cez proteín receptora ACE2 na povrchu bunky. Vo vnútri bunky využíva bunkové mechanizmy hostiteľa na replikáciu.

Šírenie vírusu:

Vírus SARS-CoV-2 sa šíri prostredníctvom kýchaných, vydychovaných alebo vykašliavaných častíc, ktoré obsahujú vírus. V súčasnosti sa takmer všetky potvrdené prípady sledovania kontaktov rozšírili doma alebo v uzavretých vnútorných prostrediach, ktoré majú zlú cirkuláciu vzduchu (ref).

Asymptomatické prípady:

Ako u väčšiny vírusov, aj v prípade SARS-CoV-2 existujú obrovské rozdiely v tom, ako prebieha ochorenie. Väčšina ľudí je bez príznakov alebo nemá príznaky. Z ľudí, ktorí majú príznaky, má väčšina príznaky podobné nachladnutiu. Bohužiaľ, menšina ľudí má závažné príznaky, ktoré môžu viesť k smrti, zvyčajne na zápal pľúc alebo cievne komplikácie.

Výskumy ukazujú, že asymptomatickí prenášači môžu vírus šíriť pri blízkom kontakte (ref), a rovnako je dobre zdokumentované predsymptomatické šírenie výrusu dva dni pred prejavom príznakov.

Genetické varianty spájané so závažnými prípadmi COVID-19

ACE2 receptor a Genetika

Vírus nedokáže len tak vstúpiť do bunky, ale musí mať spôsob väzby s receptorom na jej povrchu, ktorý sprostredkuje prenos jeho RNA, alebo DNA. Vírus SARS-CoV-2 vstupuje do bunky prostredníctvom receptora ACE2, ktorý deaktivuje.

Enzým konvertujúci angiotenzín typu 2 (gén ACE2) je receptor nachádzajúci sa na povrchu buniek lemujúcich pľúca, nos, tenké črevo, cievy a srdce.

Výskum, či je viac alebo menej ACE2 prospešné, je stále predbežný a zatiaľ nie je potvrdený. V našej analýze rizika sa prikláňame k štúdii, ktorá za prospešné považuje nižšie množstvo receptoru ACE2 na bunkách (ref)-.

Krvná skupina

Krvná skupina alebo krvný typ je definovaná sytémom receptorov na  červených krvinkách, ktoré majú povahu sacharidov, alebo bielkovín integrovaných na bunkovej membráne. Najdôležitejšie klasifikácie pre opis ľudských krvných skupín sú A,B,0 a Rhesus faktor (Rh faktor). 

 

Štúdia v časopise New England Journal of Medicine (ref) zistila, že v géne ABO bol marker identifikujúci krvnú skupinu A štatisticky spojený s ťažkým priebehom cohorenia COVID-19, zatiaľ čo ľudia s krvnou skupinou O majú najmenšiu pravdepodobnosť závažného priebehu COVID-19.

T - Bunky

Existujú dve hlavné kategórie imunitného systému:

  • Vrodená imunitná odpoveď: okamžite reaguje a bojuje proti rôznym patogénom.

  • Adaptívna imunitná odpoveď: cielenejší prístup, ktorého iniciovanie trvá dlhšie. Adaptívna imunitná odpoveď môže trvať dni alebo týždne, kým sa u nej vyvinie odpoveď na konkrétny patogén. Výhodou je, že adaptívny imunitný systém bojuje efektívnejšie a vytvára systém pamäťových buniek, ktoré sú schopné okamžite reagovať pri opätovnom strete s patogénom.

Adaptívna imunitná odpoveď je pre každý vírus a baktériu jedinečná. Vo všeobecnosti má adaptívna imunitná odpoveď dva typy bielych krviniek:

  • B bunky (alebo B lymfocyty): sú vytvorené v kostnej dreni a sú schopné produkovať protilátky  špecifické pre každý patogén.

  • T bunky (alebo T lymfocyty): zrejúce v týmuse a schopné stimulovať rôzne imunitné reakcie a dlhodobú bunkovú pamäť.

V asociačnej štúdii zameranej na celý genóm bol nájdený genetický variant v oblasti chromozómu 3, ktorý je zodpovedný za funkciu molekúl imunitného systému, ktoré telo produkuje. Vedci zistili, že u pacientov s ťažkým priebehom ochorenia COVID-19 sa nachádza varianta zodpovedná za zníženie prejavu génu CXCR6, ktorý je súčasťou T-buniek  a zvýšenie prejavu génov SLC6A20 a  LZTFL1  v ľudských pľúcnych bunkách.

Systém komplementu a koagulačné faktory

K vrodenému imunitnému systému patrí aj „systém komplementu“. Častice komplementu cirkulujú neustále v krvi a po aktivácii spôsobujú zápal a likvidáciu patogénov.

Systém komplementov je najstaršou súčasťou nášho imunitného systému. Predpokladá sa, že je to jeden z prvých systémov, ktoré sa vyvinuli na identifikáciu baktérií.

Systém komplementu sa skladá z množstva rôznych molekulárnych komponentov - niektoré rozpoznávajú patogény, iné spôsobujú aktiváciu imunitnej odpovede a ďalšie udržiavajú komplementárny systém pod kontrolou. Príliš veľká aktivácie komplementu môže mať za následok zničenie niektorých buniek tela.

 

Genetické varianty v génoch systému komplementu a koagulácie  boli identifikované ako rizikový faktor u ťažkých pacientov s COVID-19. Faktor 3 je súčasťou koagulačnej kaskády a je spojený s hladinami fibrinogénu (ref). Vplyv markerov ovplyvňujúcich systém komplementu sa podobnou mierou podieľa na priebehu ochorenia COVID-19 (ref)

Neandertálci a COVID-19

Počas posledného desaťročia vedci sekvenovali genóm neandertálcov. Tento genetický výskum ukazuje, ako sa niektorí  Homo sapiens (moderní ľudia) krížili s neandertálcami. Neandertálci obývali hlavne Európu a Áziu a nenašli ich aj v Afrike.

Ľudia, ktorí majú africký pôvod, v podstate nemajú zmiešanú neandertálsku DNA s modernou ľudskou DNA. Ľudia východoázijského a európskeho pôvodu majú pravdepodobne asi 2% svojej DNA od neandertálcov, a táto sa nachádza v oblasti chromozómu 3. Táto oblasť genómu viazaná na rôzne zložky imunitného systému môže vysvetliť štatistické rozdiely v tom, prečo sú niektoré skupiny obyvateľstva (európske, ázijské) zasiahnuté COVID-19 viac ako iné.

NU3Gen COVID-19

Naša štúdia kombinuje všetky doterajšie poznatky vedy do jedného uceleného výsledku.

Na základe vedeckých publikácií prideľujeme každej variante génu určité genetické skóre, podľa toho ako vplýva na priebeh ochorenia COVID-19. Následne podľa dostupných databáz  matematicky modelujeme aké sú všetky možné kombinácie mutácií v EU populácii čím definujeme mieru rizika. Každého hodnoteného človeka zaradíme do skupiny "ľahší, typický, ťahší" podľa ich predispozície na priebeh ochorenia COVID-19.