Коронавирусът SARS-COV-2 е коварен и загадъчен. Симптомите на болестта, която той причинява, са най-различни, а портретът на типичната му жертва изобщо не е толкова очевиден, колкото изглеждаше преди. 23andMe ще използва своята уникална генетична база данни, за да идентифицира възможна връзка между ДНК на пациента и уязвимостта към вируса.
Коронавирусът SARS-COV-2, който за пръв път изплува миналата година в Китай, е агресор с равни възможности. Ако сте човек, той иска да проникне във вас. Изглежда, че вирусът заразява хората по същия начин, независимо от тяхната възраст, раса или пол. Това е логично, тъй като това е напълно нов патоген, от който никой няма имунитет.
Но причинената от вируса болест на Covid-19 е по-непредсказуема в своите прояви. Много малко хора, които са заразени, всъщност се разболяват. Пациентите имат много различни симптоми. Някой има висока температура и кашлица. Някои имат стомашни спазми и диария. Някой губи апетита си. Някой престава да различава миризмите. Някой е в състояние да преодолее болестта, като седи вкъщи, консумира много течности и се наслаждава с телевизионни предавания. И някой се озовава в интензивно лечение, където към него са свързани много тръби, които неуспешно изпомпват въздух в болните му бели дробове. Възрастните с хронични заболявания и мъжете представляват по-голямата част от смъртните случаи. Но не винаги. В САЩ голям процент от хоспитализираните с тежки симптоми са под 40-годишна възраст. Децата, особено бебетата, също не са сто процента защитени.
Учените разглеждат разпръснати епидемиологични данни от горещи точки като Китай, Италия и САЩ, за да разберат какво е причинило тези различия. Те търсят характеристики и модели във възрастта на пациентите, тяхната раса, пол, социално-икономически статус, поведение и наличието на медицински услуги за тях. Сега те копаят по-дълбоко, опитвайки се да намерят улики в нашето ДНК.
В понеделник 23andMe започна ново проучване за идентифициране на генетични различия, които биха могли да обяснят защо хората с Covid-19 имат толкова различни реакции на инфекция. Тази фирма за геномика на потребителите се присъедини към редица нови изследователски проекти, търсещи отговор на същия въпрос. Предишни изследвания показват, че някои варианти на ген излагат хората на повишен риск, когато се заразят с някои инфекциозни заболявания. Други им осигуряват защита, да речем, мутация в гена CCR5, което прави носителя имунизиран срещу ХИВ. Рано е да се каже колко значително ДНК защитава срещу Covid-19 или обратно, прави човек уязвим. Получената информация обаче някой ден може да бъде използвана за идентифициране на хора, които са изложени на по-голям риск от инфекция,както и за целенасочено търсене на нови лекарства и лечение.
„Ние искаме да разберем как нашите гени влияят на нашия отговор на вируса“, казва Джойс Тунг, вицепрезидент на изследването в 23andMe. „Надяваме се, че чрез събиране на данни от хора, които са тествани и диагностицирани с Covid-19, ще успеем да научим нещо за биологичните характеристики на това заболяване и да помогнем на научната общност да лекува пациентите по-успешно.“
Докато други компании за изследване на ДНК преобразуваха лабораториите си и сега тестват хора за Covid, 23andMe решиха да използват уникалния си актив - база данни от над 10 милиона клиенти, 80% от които са се съгласили да използват генетичната си информация, а други за изследователски цели. данни, които самите те са докладвали. Компанията изгражда тази база данни от няколко години, което улеснява провеждането на масови проучвания сред потенциални участници в изследванията. В резултат на това всеки генетичен профил включва стотици фенотипични парчета информация, например колко цигари е изпушил клиент през живота си и дали някой от техните роднини е имал диабет. Огромното количество данни, които компанията има,й позволи да започне търсенето на лек и я направи мощен източник на информация в областта на генетичните изследвания.
Последната анкета, публикувана на клиентския портал 23andMe, включва въпроси за това къде живее човек, какви мерки за социално дистанциране следва, дали е бил тестван за коронавирус, имал ли е контакт със заразени хора и дали е диагностициран с Covid-19. (Само американски клиенти на компанията могат да участват в проучването.) 23andMe се надява да привлече стотици хиляди свои клиенти в изследването, включително тези, диагностицирани с Covid-19, които са тествали отрицателни, имат грипоподобни симптоми, но които се тестват досега. не преминаха, както и членовете на семейството на заразените. За хора, които тестват положително, ще се проведе допълнително проучване за тежестта на заболяването, проявата на симптомите и дали са хоспитализирани. Това каза главният учен на компанията Адам Аутон,което води ново проучване на Covid-19. Всички участници ще бъдат канени всеки месец в ново проучване с допълнителни въпроси, което позволява 23andMe да идентифицира нови случаи сред респондентите.
Промоционално видео:
Ако компанията събере достатъчно отговори от хора, заразени с Covid-19, нейният изследователски екип ще извърши статистически анализ, наречен Genom-Wide Association Search (GWAS). Този метод се използва широко в генетичните изследвания. По време на GWAS хората се разделят на различни групи, в нашия случай, най-вероятно, въз основа на симптомите. След това техните ДНК данни се сканират, за да се види дали определени еднобуквени вариации в генетичния код са по-чести сред хората с определени симптоми. Ако това се случи достатъчно често, може да се каже с известна степен на сигурност, че такива вариации са свързани с тези симптоми.
Трудно е да се предвиди кои гени ще бъдат намерени по време на тези експедиции за търсене на ДНК. Но много от тях вероятно ще бъдат открити в онези части на генома, които са отговорни за имунния отговор на организма, казва Майкъл Снайдер, който ръководи катедрата по генетика в Станфордския университет и няма нищо общо с 23andMe и неговите изследвания. „Като цяло знаем, че генетиката влияе върху хода на вирусна инфекция“, казва той. - В това няма нищо неочаквано, тъй като в процеса на историческо развитие хората в различни условия на околната среда бяха изложени на доста специфични патогени. Има смисъл, че различните хора имат различна имунна система. (Трябва да се каже, че свръхпротективната реакция, известна като хиперцитокинемия, причини много смъртни случаи сред пациенти с атипична пневмония.че хиперцитокинемията също е причина за някои смъртни случаи сред младите хора с Covid-19.)
Друг потенциален кандидат е ген за АСЕ2 рецептора. Той се намира на повърхността на белите дробове и други човешки клетки и е молекулярният проход, през който SARS-CoV-2 навлиза в тялото. Малки промени в този ген могат да направят по-лесно или по-трудно да се премине през определени рецептори. В допълнение, вариациите в областта на генома, които включват или изключват ACE2 рецептора, също могат да играят роля. Ако гените са по-малко активни, човешките клетки произвеждат по-малко рецептори, което ги прави по-трудни за попадане на вируса.
Твърде рано е да се спекулира с ролята на гените, които определят резултата от заболяването Covid-19, казва Снайдер. Но той е готов да се обзаложи, че проекти като тези, реализирани от 23andMe е малко вероятно да осигурят един генетичен вариант, който решава дали човек ще бъде в интензивно лечение или не. „Ще се изненадам, ако намерят нещо толкова завладяващо като BRCA“, казва Снайдер, като се позовава на един от най-мощните предсказатели на рака, които са открили учените. Мутациите в гените на BRCA утрояват шансовете на човек да развие определени форми на рак на гърдата.
Въпросът е, че търсенето на асоциации в целия геном е игра с числа. Това е най-добрият начин да се открият мутации, които се повтарят и отново се появяват в цялата популация, всяка от които има само много малък ефект върху чувствителността на човек към болести. И тъй като търсенията на асоциация в целия геном обикновено се извършват на ограничен набор от генетични данни, като например тези, събрани от 23andMe (статичен изглед на 600 000 местоположения на генома), тези често срещани варианти са по-лесни за идентифициране, отколкото редки.
Въпреки това, много редки са мутациите, които вероятно са причина за екстремно излагане на Covid-19, казва Стивън Чапман, пулмолог, който работи като изследовател в Центъра за човешка генетика на Оксфордския университет в Оксфорд и не участва в проекта 23andMe. В средата на 2000-те той провежда първите генетични изследвания на предразположението към бактериална пневмония и открива редки мутации в имунно медиирани гени, които правят иначе здравите деца и възрастни силно податливи на влизане на една конкретна бактерия. Чапман подозира, че също толкова редки мутации, участващи в имунната функция и реакция на възпаление, се поставят в леглата за интензивно лечение за млади, здрави хора, които нямат други рискови фактори. „Според мен това е сериозен недостатък на GWAS,той казва. „Търсенията в обхвата на генома пренебрегват тези редки, причиняващи заболявания мутации.“
Намирането им изисква вземане на кръвни тестове от нестандартни пациенти и секвениране на техните цели геноми. Ако дешифрираме ДНК на млад възрастен, който е свързан с изкуствена вентилация на белите дробове, е възможно да бъде възможно да се разкрие уникална генетична предразположеност към Covid-19. От друга страна, ДНК на възрастни хора, които са диагностицирани с коронавирус и Covid-19, но без симптоми, могат да съдържат защитни мутации, които предпазват от най-тежките форми на заболяването.
Повече от 90 такива последователни проекта вече са в процес на научни лаборатории по света и учените бързат да разберат болестта, от която са умрели над 76 000 души по целия свят. Част от проектите са дългосрочни генетични изследвания в популацията, в които хиляди доброволци участват отдавна. Исландската компания DeCODE Genetics, която от десетилетия събира данни за геномите и здравето на 364 000 жители на тази островна държава, получи разрешение от правителството да публикува резултатите от тестовете за Covid-19. Има и нови проучвания, провеждани изключително сред пациенти с Covid-19. За да комбинирате всички генетични данни от различни изследователски екипи,учени от Хелзинки наскоро създадоха клирингова къща, наречена Covid-19 Carrier Genetics. С появата на повече данни статистиката става все по-убедителна и надеждна и в същото време надеждата, че могат да се намерят мутации, които могат да променят въздействието на ново заболяване върху човек, както и процеса на борба на човечеството срещу него.
Но едва ли си струва да очакваме, че в близко бъдеще ще получим генетична карта за чувствителност към Covid-19. Чапман казва, че вероятно тези изследвания няма да могат да идентифицират възприемчиви хора въз основа на тяхната ДНК. По-скоро просто ще придобием по-добро разбиране на молекулните пътища, по които се появяват най-тежките форми на Covid-19. „Това е напълно ново и опустошително човешко заболяване и спешно трябва да разберем неговата биология“, обяснява Чапман. Чрез изолиране на гени, които регулират различни имунни отговори, това ще помогне да се определи какво точно трябва да се лекува с нови лекарства, а лекарите ще могат по-целенасочено и конкретно да подходят към лечението на отделни пациенти. „GWAS и последователността на целия геном могат да играят много ценна роля тук“, отбелязва Чапман.
Възрастта, предишните здравословни проблеми, ранните тестове и качествените грижи ще бъдат централни при определянето на това кой ще оцелее и кой ще умре от Covid-19. Но ДНК вероятно също играе роля за повлияване на резултата от заболяването. И тук имаме още много да научим и да разберем.
Меган МОЛТЕНИ
