Учёные из Каролинского института, Швеция обнаружили ген, который снижает тяжесть инфекций Covid на 20%. В своей работе ученые утверждают, что именно этот факт объясняет, почему симптомы заболевания настолько изменчивы и поражают одних сильнее, чем других.

Почему одни люди тяжело заболевают COVID-19, а другие нет? Помимо факторов риска, таких как возраст или ожирение, и множества других экологических причин, это также зависит от нашей генетической структуры. Поэтому исследователи по всему миру приступили к масштабной работе по составлению карты генов, которые делают людей более восприимчивыми к заражению вирусом SARS-CoV-2 (COVID-19) и развитию тяжелой инфекции.

Эти широкомасштабные работы позволили выявить более десятка геномных областей в хромосомах человека, содержащих большие кластеры генов, связанных с тяжелой формой COVID-19. Тем не менее, конкретные гены, вызывающие заболевание, до последнего момента не были идентифицированы, что затрудняло понимание избирательных патологий COVID-19.

Теперь ученые, основываясь на полученных данных, определили ген, обеспечивающий защиту от тяжелого заболевания.

ДНК неандертальца защищает от тяжелой формы COVID-19

Предыдущие исследования  2020 года были сосредоточены на генетических данных людей европейского происхождения, которые были собраны многопрофильными группами по всему миру в рамках проекта "1000 геномов". В ходе этого масштабного проекта был обнаружен особый участок ДНК, известный как кластер OAS1/2/3, который снижает риск развития острой инфекции COVID-19 на 20%. Унаследованный от неандертальцев примерно у половины всех людей за пределами Африки, этот сегмент отвечает за кодирование генов иммунной системы.

Генетический набор возник в результате миграции с африканского континента архаичного человека, который около 70 000 лет назад вступил в связь и смешал ДНК с неандертальцем, воспроизведя в своем потомстве их гаплотипы. Это набор наследуемых вариаций ДНК, расположенных близко друг к другу на одной хромосоме.

Однако большинство гаплотипов человека за пределами Африки в настоящее время включают ДНК неандертальца и денисовца (древнего человека, происходящего из Азии). Следовательно, эта древняя область ДНК изобилует многочисленными генетическими вариантами, что затрудняет выделение точного защитного гена, который мог бы стать мишенью для лечения тяжелой инфекции COVID-19.

Возможное решение заключается в том, что люди африканского происхождения не содержат этих архаичных генов в своих гаплотипах, что делает их короче и легче для расшифровки.

Чтобы проверить эту теорию, исследователи проверили базу данных проекта "1000 геномов" на наличие людей, несущих только части этого сегмента ДНК - сфокусировавшись на людях с африканским происхождением, не имеющих наследственности от неандертальцев. Интересно, но исследователи обнаружили, что люди преимущественно африканского происхождения имеют тот же кластер защитных генов, что и люди европейского происхождения.

a, График LD у лиц европейского происхождения (n = 503) показывает, что 130 вариантов находятся в LD (r2 > 0,8) с акцепторным вариантом сплайсинга rs10774671 (отмечен красным цветом). b, То же, что и в а, но для лиц африканского происхождения (n = 661). Не было обнаружено ни одного варианта, находящегося в LD с акцепторным вариантом сплайсинга. Данные взяты из проекта "1000 геномов "11. По оси x показаны координаты hg19.

Генетические исследования должны быть многонациональными

Установив этот факт, исследователи сопоставили 2 787 случаев COVID-19 с генетическими данными 130 997 человек африканского происхождения, что позволило выявить вариант гена rs10774671 G, который, как считается, обеспечивает защиту от тяжелого течения COVID-19. Их результаты подтвердили результаты предыдущего, более масштабного исследования лиц европейского происхождения, причем анализ показал, что это, скорее всего, единственный вариант, лежащий в основе защитного механизма.

Исследователи пишут, что в эволюционном плане этот вариант существует сегодня в обоих генных наборах "в результате наследования от популяции предков, общей для современных людей и неандертальцев". Таким образом, их данные подтверждают теорию, согласно которой общий предок появился в Африке миллионы лет назад, а затем распространил свою ДНК по всему миру.

И хотя исследователям предстоит еще многое выяснить о своём новом открытии, на данном этапе они могут твердо предположить, что защитный вариант гена (rs10774671 G) работает путем определения длины белка, кодируемого геном OAS1. Поскольку более длинная версия белка эффективнее разрушает вирус, чем его неизмененная форма, вероятность возникновения опасной для жизни инфекции снижается.

Использование генетических факторов риска для разработки новых лекарств от COVID-19

Несмотря на многообещающие результаты, команда предупреждает, что проект "1000 геномов" не дает полной картины по данному геномному участку для разных предков. Несмотря на это, совершенно ясно, что неандертальский гаплотип практически отсутствует у лиц в первую очередь африканского происхождения, что говорит о том, "насколько важно включать людей различных национальностей" в крупномасштабные генетические исследования.

Старший исследователь Брент Ричардс из Университета Макгилла говорит, что именно таким образом "мы начинаем детально понимать генетические факторы риска - это ключ к разработке новых лекарств от COVID-19".

Если эти результаты окажутся верными, то возможно, мы стоим на пороге новых методов лечения, которые позволят использовать иммунную систему для борьбы с этим заболеванием.

Источники:
https://www.nature.com/articles/s41588-021-00996-8
https://news.ki.se/protective-gene-variant-against-covid-19-identified