Coronavirusul SARS-COV-2 este insidios și misterios. Simptomele bolii pe care le provoacă sunt variate, iar portretul victimei sale tipice nu este deloc atât de evident cum părea înainte. 23andMe va folosi baza sa de date genetica unica pentru a identifica o posibila legatura intre ADN-ul pacientilor si vulnerabilitatea la virus.
Coronavirusul SARS-COV-2, care a ieșit la suprafață anul trecut în China, este un agresor de șanse egale. Dacă ești o ființă umană, el vrea să te penetreze. Se pare că virusul infectează oamenii la fel, indiferent de vârstă, rasă sau sex. Acest lucru este logic, deoarece acesta este un patogen complet nou, de la care nimeni nu are imunitate.
Dar boala Covid-19 cauzată de virus este mai imprevizibilă în manifestările sale. Foarte puține persoane infectate se îmbolnăvesc de fapt. Pacienții au simptome foarte diferite. Cineva are febră mare și tuse. Unii au crampe de stomac și diaree. Cineva își pierde pofta de mâncare. Cineva încetează să distingă mirosurile. Cineva este capabil să depășească boala stând acasă, consumând o mulțime de lichide și încântându-se cu emisiuni TV. Și cineva ajunge în terapie intensivă, unde sunt conectate multe tuburi care, fără succes, pompează aer în plămânii lui bolnavi. Majoritatea deceselor sunt persoanele în vârstă cu boli cronice și bărbați. Dar nu in totdeauna. În Statele Unite, un procent mare din cei spitalizați cu simptome severe sunt sub 40 de ani. De asemenea, copiii, în special sugarii, nu sunt protejați sută la sută.
Oamenii de știință se uită la date epidemiologice împrăștiate din hotspot-uri precum China, Italia și Statele Unite pentru a înțelege ce a cauzat aceste diferențe. Ei caută caracteristici și tipare în vârsta pacienților, rasa, sexul, statutul socio-economic, comportamentul și disponibilitatea serviciilor medicale pentru aceștia. Acum sapă mai adânc, încearcă să găsească indicii în ADN-ul nostru.
Luni, 23andMe a lansat un nou studiu pentru a identifica diferențele genetice care ar putea explica de ce persoanele cu Covid-19 au reacții atât de diferite la infecție. Această firmă pentru consumatori de genomică s-a alăturat unui șir de proiecte de cercetare noi care doresc un răspuns la aceeași întrebare. Cercetările anterioare arată că anumite variante ale genelor pun persoanele la risc crescut atunci când contractează anumite boli infecțioase. Alții le oferă protecție, să zicem, o mutație a genei CCR5, ceea ce face ca purtătorul să fie imun la HIV. Este prea devreme pentru a spune cât de semnificativ protejează ADN împotriva Covid-19, sau invers, face o persoană vulnerabilă. Cu toate acestea, informațiile obținute pot fi folosite într-o zi pentru a identifica persoanele cu mai mult risc de infecție,precum și pentru o căutare orientată de medicamente și tratamente noi.
„Vrem să înțelegem cum genele noastre influențează răspunsul nostru la virus”, a declarat Joyce Tung, vicepreședinte de cercetare la 23andMe. Speram ca prin colectarea datelor de la persoane care au fost testate si diagnosticate cu Covid-19, vom putea afla ceva despre caracteristicile biologice ale acestei boli si vom ajuta comunitatea stiintifica sa trateze pacientii cu mai mult succes.
În timp ce alte companii de cercetare ADN și-au convertit laboratoarele și acum testează oamenii pentru Covid, 23andMe a decis să utilizeze activul său unic - o bază de date de peste 10 milioane de clienți, dintre care 80% au acceptat să folosească informațiile genetice și altele pentru scopuri de cercetare. date despre care ei înșiși au raportat. Compania construiește această bază de date de câțiva ani, ceea ce facilitează efectuarea de sondaje de masă în rândul potențialilor participanți la cercetare. Drept urmare, fiecare profil genetic include sute de informații fenotipice, cum ar fi câte țigări a fumat un client în timpul vieții sale și dacă vreuna dintre rudele lor a avut diabet. Cantitatea uriașă de date pe care o are compania,i-a permis să-și înceapă căutarea unui leac și a făcut-o o sursă puternică de informații în domeniul cercetării genetice.
Cel mai recent sondaj, publicat pe portalul pentru clienți 23andMe, include întrebări despre locul în care o persoană trăiește, ce măsuri de distanțare socială urmează, dacă au fost testate pentru coronavirus, au avut contact cu persoanele infectate și dacă au fost diagnosticate cu Covid-19. (Numai clienții americani ai companiei pot participa la sondaj.) 23andMe speră să recruteze sute de mii de clienți la studiu, inclusiv cei diagnosticați cu Covid-19, care au testat negativ, care au simptome asemănătoare gripei, dar care sunt testate până acum. nu a trecut, precum și membrii familiei celor infectați. Pentru persoanele care se testează pozitiv, se va efectua un sondaj suplimentar despre gravitatea bolii, manifestarea simptomelor și dacă au fost spitalizate. Acest lucru l-a spus omul de știință șef al companiei Adam Auton,care conduce un nou studiu Covid-19. Toți participanții vor fi invitați în fiecare lună la un nou sondaj cu întrebări suplimentare, care să permită 23andMe să identifice noi cazuri în rândul respondenților.
Video promotional:
Dacă compania colectează suficiente răspunsuri de la persoane infectate cu Covid-19, echipa sa de cercetare va efectua o analiză statistică numită Genome-Wide Association Search (GWAS). Această metodă este utilizată pe scară largă în cercetarea genetică. În timpul GWAS, oamenii sunt împărțiți în diferite grupuri, în cazul nostru, cel mai probabil, pe baza simptomelor. Datele lor ADN sunt apoi scanate pentru a vedea dacă anumite variații de o singură literă în codul genetic sunt mai frecvente în rândul persoanelor cu anumite simptome. Dacă acest lucru se întâmplă destul de des, se poate spune cu un anumit grad de certitudine că astfel de variații sunt asociate cu aceste simptome.
Este dificil de a prezice ce gene vor fi găsite în timpul acestor expediții de căutare ADN. Dar multe dintre ele sunt probabil găsite în acele părți ale genomului care sunt responsabile pentru răspunsul imunitar al organismului, spune Michael Snyder, care conduce departamentul de genetică de la Universitatea Stanford și nu are nicio legătură cu 23andMe și cercetările sale. „În general, știm că genetica influențează cursul unei infecții virale”, spune el. - Nu există nimic neașteptat în acest sens, deoarece în procesul de dezvoltare istorică, oamenii aflați în diverse condiții de mediu au fost expuși la patogeni destul de specifici. Este logic că diferiți oameni au sisteme imunitare diferite.” (Trebuie spus că o reacție supraprotectivă, cunoscută sub denumirea de hipercitocinemie, a provocat multe decese în rândul pacienților cu pneumonie atipică.că hipercitokinemia este, de asemenea, cauza unor decese în rândul tinerilor cu Covid-19.)
Un alt candidat potențial este o genă pentru receptorul ACE2. Este localizat pe suprafața plămânilor și a altor celule umane și este pasajul molecular prin care SARS-CoV-2 intră în corp. Micile modificări ale acestei gene pot face mai ușor sau mai greu să treci prin anumiți receptori. În plus, variațiile din regiunea genomului care activează sau dezactivează receptorul ACE2 pot juca, de asemenea, un rol. Dacă genele sunt mai puțin active, celulele umane produc mai puțini receptori, ceea ce le face mai greu pentru virusul să apară.
Este prea devreme pentru a specula despre rolul pe care îl joacă genele în determinarea rezultatului bolii Covid-19, spune Snyder. Dar este gata să parieze că proiecte precum cele implementate de 23andMe este puțin probabil să ofere o singură variantă genetică care să decidă dacă o persoană va fi în terapie intensivă sau nu. „Am fost surprins dacă găsesc ceva la fel de convingător ca BRCA”, spune Snyder, referindu-se la unul dintre cei mai puternici predictori ai cancerului pe care i-au găsit oamenii de știință. Mutatiile genelor BRCA quadrupla sansele unei persoane de a dezvolta anumite forme de cancer de san.
Ideea este că căutarea asocierii la nivelul genomului este un joc de numere. Este cel mai bun mod de a detecta mutațiile care reapar și reapar în întreaga populație, fiecare având doar un efect foarte mic asupra susceptibilității unei persoane la boală. Și având în vedere că o căutare de asociere la nivel de genom se bazează, de obicei, pe un set limitat de date genetice, precum cea colectată de 23andMe (o vedere statică a 600.000 de locații ale genomului), aceste variante comune sunt mai ușor de identificat decât cele rare.
Cu toate acestea, este foarte rară mutațiile care ar putea fi cauza expunerii extreme la Covid-19, spune Stephen Chapman, un pulmonolog care lucrează ca cercetător la Centrul de genetică umană al Universității din Oxford și nu este implicat în proiectul 23andMe. La mijlocul anilor 2000, el a efectuat primele studii genetice privind predispoziția pneumoniei bacteriene și a descoperit mutații rare în genele mediate imunitar care au făcut ca copiii și adulții sănătoși să fie extrem de susceptibili la intrarea unei anumite bacterii. Chapman suspectează că mutații la fel de rare implicate în funcția imunitară și răspunsul la inflamație sunt puse în paturile UCI pentru persoanele tinere, sănătoase, care nu au alți factori de risc. „În opinia mea, acesta este un dezavantaj serios al GWAS,el spune. Cercetari de geno-asociatie la nivel general trec cu vederea aceste mutatii rare, care provoaca boli.
Găsirea lor necesită luarea de analize de sânge de la pacienți non-standard și secvențializarea întregului genom. Dacă descifrăm ADN-ul unui tânăr adult care este conectat la ventilația artificială a plămânilor, este posibil să fie posibilă dezvăluirea unei predispoziții genetice unice la Covid-19. Pe de altă parte, ADN-ul persoanelor în vârstă care au fost diagnosticate cu coronavirus și Covid-19, dar fără simptome, poate conține mutații protectoare care protejează împotriva celor mai severe forme ale bolii.
Peste 90 de astfel de proiecte de secvențare sunt deja în curs în laboratoarele din întreaga lume, iar oamenii de știință se întrec pentru a înțelege boala care a ucis mai mult de 76.000 de oameni în întreaga lume. Unele dintre proiecte sunt studii genetice de lungă durată la populație, la care mii de voluntari participă de mult timp. Compania islandeză DeCODE Genetics, care colectează date despre genomii și sănătatea a 364.000 de locuitori din această țară insulară, a primit permisiunea guvernului de a publica rezultatele testelor pentru Covid-19. Există, de asemenea, noi studii efectuate exclusiv la pacienții cu Covid-19. Pentru a combina toate datele genetice de la diferite echipe de cercetare,oamenii de știință de la Universitatea din Helsinki au înființat recent o casă de compensare numită Covid-19 Carrier Genetics. Pe măsură ce mai multe date devin disponibile, statisticile devin mai convingătoare și mai fiabile și, în același timp, crește speranța că pot fi găsite mutații care pot schimba impactul unei noi boli asupra oamenilor, precum și procesul luptei umanității împotriva acesteia.
Însă cu greu merită să ne așteptăm ca în viitorul apropiat vom primi un scor genetic de susceptibilitate la Covid-19. Chapman spune că este probabil ca aceste studii să nu poată identifica persoanele sensibile pe baza ADN-ului lor. Mai degrabă, pur și simplu vom obține o mai bună înțelegere a căilor moleculare prin care apar cele mai severe forme de Covid-19. „Aceasta este o boală umană complet nouă și devastatoare, și avem nevoie urgentă de a înțelege biologia ei”, explică Chapman. Prin izolarea genelor care reglează diferite răspunsuri imune, acest lucru va ajuta la determinarea a ceea ce trebuie să fie tratat cu medicamente noi, iar medicii vor putea aborda mai în mod specific și în mod specific tratamentul pacienților. „GWAS și secvențializarea întregului genom pot juca un rol foarte valoros aici”, remarcă Chapman.
Vârsta, problemele anterioare de sănătate, testarea timpurie și îngrijirea de calitate vor fi toate esențiale pentru a stabili cine va supraviețui și cine va muri din cauza Covid-19. Dar ADN-ul joacă probabil și un rol în influențarea rezultatului bolii. Și aici mai avem multe de învățat și de aflat.
Megan MOLTENI
