spojení

genetiky a COVID-19

Základní pojmy:

 

SARS-CoV-2 je název nového koronaviru, který se objevil v prosinci 2019 v provincii Wu-chan.

COVID-19 je název onemocnění, jehož příznaky způsobuje vírus SARS-CoV-2.

 

fakta:

- Za posledních 80 let bylo identifikováno více než 50 různých koronavirů, z nichž většina způsobuje choroby pouze u zvířat. V současnosti je známých 7 lidských koronavirů.

- Virus SARS-CoV-2 je betakoronavírus, obalený virus s jedním vláknem RNA. Vstupuje do lidských buněk přes protein receptoru ACE2 na povrchu buňky. Uvnitř buňky využívá buněčné mechanismy hostitele na replikaci.

 

Šíření viru:

Virus SARS-CoV-2 se šíří prostřednictvím kýchání, vydechovaných nebo vykašlávání částic, které obsahují virus. V současnosti se téměř všechny potvrzené případy sledování kontaktů rozšířili doma nebo v uzavřených vnitřních prostředích, které mají špatnou cirkulaci vzduchu (ref) .

 

Asymptomatické případy:

Jako u většiny virů, iv případě SARS-CoV-2 existují obrovské rozdíly v tom, jak probíhá onemocnění. Většina lidí je bez příznaků nebo nemá příznaky. Z lidí, kteří mají příznaky, má většina příznaky podobné nachlazení. Bohužel, menšina lidí má závažné příznaky, které mohou vést k smrti, obvykle na zápal plic nebo cévní komplikace.

Výzkumy ukazují, že asymptomatičtí přenašeči mohou virus šířit při blízkém kontaktu ( ref ), a stejně je dobře zdokumentováno predsymptomatické šíření vyrušit dva dny před projevem symptomů.

 

Genetické varianty spojovány se závažnými případy COVID-19

ACE2 receptor a Genetika

Virus nedokáže jen tak vstoupit do buňky, ale musí mít způsob vazby s receptorem na povrchu, který zprostředkuje přenos jeho RNA nebo DNA. Virus SARS-CoV-2 vstupuje do buňky prostřednictvím reseptora ACE2, který deaktivuje.

Enzym konvertující enzym typu 2 (gen ACE2) je receptor nacházející se na povrchu buněk lemujících plíce, nos, tenké střevo, cévy a srdce.

Výzkum, zda je více či méně ACE2 prospěšné, je stále předběžný a zatím není potvrzen. V naší analýze rizik se přikláníme ke studii, která za prospěšné považuje nižší množství receptoru ACE2 na buňkách ( ref ) -.

Krevní skupina

Krevní skupina nebo krevní typ je definována sytémem receptorů na červených krvinkách, které mají povahu sacharidů nebo bílkovin integrovaných na buněčné membráně. Nejdůležitější klasifikace pro popis lidských krevních skupin jsou A, B, 0 a Rhesus faktor (Rh faktor).

Studie v časopise New England Journal of Medicine ( ref ) zjistila, že v genu ABO byl marker identifikující krevní skupinu A statisticky spojený s těžkým průběhem cohorenia COVID-19, zatímco lidé s krevní skupinou O mají nejmenší pravděpodobnost závažného průběhu COVID-19.

T - Buňky

Existují dvě hlavní kategorie imunitního systému:

 

  • Vrozená imunitní odpověď: okamžitě reaguje a bojuje proti různým patogenům.

  • Adaptivní imunitní odpověď: cílenější přístup, jehož inciovanie trvá déle. Adaptivní imunitní odpověď může trvat dny nebo týdny, dokud se u ní vyvine odpověď na konkrétní patogen. Výhodou je, že adaptivní imunitní systém bojuje efektivněji a vytváří systém paměťových buněk, které jsou schopny okamžitě reagovat při opětovném střetu s patogenem.

 

Adaptivní imunitní odpověď je pro každý virus a bakterii jedinečná. Obecně má adaptivní imunitní odpověď dva typy bílých krvinek:

 

  • B buňky (nebo B lymfocyty): jsou vytvořeny v kostní dřeni a jsou schopny produkovat protilátky specifické pro každý patogen.

  • T buňky (nebo T lymfocyty): zrající v brzlíku a schopné stimulovat různé imunitní reakce a dlouhodobou buněčnou paměť.

 

V přidružení studii celého genomu byla nalezen genetická varianta v oblasti chromozomu 3, který je zodpovědný za funkci molekul imunitního systému, které tělo produkuje. Vědci zjistili, že u pacientů s těžkým průběhem onemocnění COVID-19 se nachází varianta zodpovědná za snížení projevu genu CXCR6, který je součástí T-buněk a zvýšení projevu genů SLC6A20 a LZTFL1 v lidských plicních buňkách.

 

Systém komplementu a koagulační faktory

K vrozenému imunitnímu systému patří i "systém komplementu". Částice komplementu cirkulují neustále v krvi a po aktivaci způsobují zánět a likvidaci patogenů.

Systém komplementů je nejstarší součástí našeho imunitního systému. Předpokládá se, že je to jeden z prvních systémů, které se vyvinuly na identifikaci bakterií.

Systém komplementu se skládá z množství různých molekulárních komponent - některé rozpoznávají patogeny, jiné způsobují aktivaci imunitní odpovědi a další udržují komplementární systém pod kontrolou. Příliš velká aktivace komplementu může mít za následek zničení některých buněk těla.

Genetické varianty v genech systému komplementu a koagulace byly identifikovány jako rizikový faktor u těžkých pacientů s COVID-19. Faktor 3 je součástí koagulační kaskády a je spojen s hladinami fibrinogenu ( ref ). Vliv markerů ovlivňujících systém komplementu se podobnou měrou podílí na průběhu onemocnění COVID-19 ( ref )

Neandrtálci a COVID-19

Během posledního desetiletí vědci sekvenovali genom neandertálců. Tento genetický výzkum ukazuje, jak se někteří Homo sapiens (moderní lidé) křížili s neandrtálci. Neandrtálci obývali hlavně Evropu a Asii a nenašli je v Africe.

 

Lidé, kteří mají africký původ, v podstatě nemají smíšenou neandrtálskou DNA s moderní lidskou DNA. Lidé východoasijského a evropského původu mají pravděpodobně asi 2% své DNA od neandrtálců, a tato se nachází v oblasti chromozomu 3. Tato oblast genomu vázána na různé složky imunitního systému může vysvětlit statistické rozdíly v tom, proč jsou některé skupiny obyvatelstva (evropské, asijské) zasaženy COVID-19 více než jiné.

 

NU3Gen COVID-19

Naše studie kombinuje všechny dosavadní poznatky vědy do jednoho uceleného výsledku.

Na základě vědeckých publikací přidělujeme každé variantě genu určité genetické skóre, podle toho jak ovlivňuje průběh onemocnění COVID-19. Následně podle dostupných databází matematicky modelujeme jaké jsou všechny možné kombinace mutací v EU populaci čímž definujeme míru rizika. Každého hodnoceného člověka zařadíme do skupiny "lehčí, typický, těžší" podle jejich predispozice na průběh onemocnění COVID-19.