Koronavírus SARS-COV-2 je zákerný a záhadný. Príznaky choroby, ktorú spôsobuje, sú rôzne a portrét jeho typickej obete nie je vôbec taký zrejmý, ako sa zdalo predtým. 23andMe použije svoju jedinečnú genetickú databázu na identifikáciu možného prepojenia medzi DNA pacienta a zraniteľnosťou vírusu.
Koronavírus SARS-COV-2, ktorý sa prvýkrát objavil minulý rok v Číne, je agresorom rovnakých príležitostí. Ak ste človek, chce vás preniknúť. Zdá sa, že vírus infikuje ľudí rovnakým spôsobom bez ohľadu na ich vek, rasu alebo pohlavie. Je to logické, pretože ide o úplne nový patogén, z ktorého nikto nemá imunitu.
Avšak vírusom spôsobená choroba Covid-19 je vo svojich prejavoch nepredvídateľnejšia. Infikovaných je skutočne veľmi málo ľudí. Pacienti majú veľmi odlišné príznaky. Niekto má vysokú horúčku a kašeľ. Niektoré majú kŕče a hnačky. Niekto stráca chuť do jedla. Niekto prestane rozlišovať pachy. Niekto je schopný prekonať chorobu tým, že sedí doma, konzumuje veľa tekutín a poteší sa televíznymi programami. A niekto končí v intenzívnej starostlivosti, kde je k nemu pripojených veľa trubíc, ktoré neúspešne pumpujú vzduch do chorých pľúc. Starší ľudia s chronickými chorobami a muži tvoria väčšinu úmrtí. Ale nie vždy. V Spojených štátoch je veľké percento hospitalizovaných so závažnými príznakmi mladšie ako 40 rokov. Deti, najmä dojčatá, nie sú ani na sto percent chránené.
Vedci skúmajú rozptýlené epidemiologické údaje z hotspotov, ako sú Čína, Taliansko a USA, aby pochopili, čo spôsobilo tieto rozdiely. Hľadajú charakteristiky a vzorce veku pacientov, ich rasy, pohlavia, sociálno-ekonomického stavu, správania a dostupnosti lekárskych služieb pre nich. Teraz kopajú hlbšie a snažia sa nájsť stopy v našej DNA.
V pondelok 23andMe začala novú štúdiu s cieľom identifikovať genetické rozdiely, ktoré by mohli vysvetliť, prečo ľudia s Covid-19 majú na infekciu také odlišné reakcie. Táto firma zaoberajúca sa spotrebiteľskou genomikou sa pripojila k množstvu nových výskumných projektov, ktoré hľadajú odpoveď na rovnakú otázku. Predchádzajúci výskum ukazuje, že určité génové varianty vystavujú ľudí zvýšenému riziku, keď sa nakazia určitými infekčnými chorobami. Iní im poskytujú ochranu, povedzme, mutáciu v géne CCR5, ktorá robí imunitu hostiteľa proti HIV. Je príliš skoro na to povedať, ako významne DNA chráni pred Covid-19 alebo naopak, robí zraniteľnú osobu. Získané informácie sa však môžu niekedy použiť na identifikáciu ľudí, ktorým hrozí viac infekcie,ako aj cielené hľadanie nových liekov a liečebných postupov.
"Chceme pochopiť, ako naše gény ovplyvňujú našu reakciu na vírus," uviedla Joyce Tung, viceprezidentka pre výskum na 23andMe. „Dúfame, že zhromažďovaním údajov od ľudí, ktorí boli testovaní a diagnostikovaní na Covid-19, sa budeme môcť dozvedieť niečo o biologických vlastnostiach tejto choroby a pomôžeme vedeckej komunite lepšie liečiť chorých.“
Zatiaľ čo iné spoločnosti zaoberajúce sa výskumom DNA konvertovali svoje laboratóriá a teraz testujú ľudí na Covida, 23aMe sa rozhodli využiť svoje jedinečné aktívum - databázu viac ako 10 miliónov zákazníkov, z ktorých 80% súhlasilo s použitím svojich genetických informácií a ďalších na výskumné účely. údaje, ktoré sami nahlásili. Spoločnosť túto databázu buduje už niekoľko rokov, čo uľahčuje vykonávanie hromadných prieskumov medzi potenciálnymi účastníkmi výskumu. Výsledkom je, že každý genetický profil obsahuje stovky fenotypových informácií, napríklad o tom, koľko cigariet klient počas svojho života fajčil a či niektorý z ich príbuzných trpel cukrovkou. Obrovské množstvo údajov, ktoré spoločnosť má,jej umožnila začať hľadať liek a urobiť z neho silný zdroj informácií v oblasti genetického výskumu.
Posledná anketa uverejnená na zákazníckom portáli 23andMe obsahuje otázky o tom, kde človek žije, aké sociálne opatrenia, ktoré uplatňuje, či boli testované na koronavírusy, či boli v kontakte s infikovanými ľuďmi a či im bola diagnostikovaná Covid-19. (Na prieskume sa môžu zúčastniť iba zákazníci z USA.) 23aMe dúfa, že sa do štúdie zapoja stovky tisíc zákazníkov vrátane tých, ktorým bola diagnostikovaná Covid-19, ktorí boli testovaní negatívne, ktorí majú príznaky podobné chrípke, ale ktorí sa zatiaľ testujú. neprejdú, rovnako ako rodinní príslušníci infikovaných. U ľudí, ktorí majú pozitívny test, sa uskutoční ďalší prieskum o závažnosti choroby, o prejavoch príznakov ao tom, či boli hospitalizovaní. Povedal to hlavný vedec spoločnosti Adam Auton,ktorá vedie novú štúdiu Covid-19. Všetci účastníci budú každý mesiac pozvaní do nového prieskumu s ďalšími otázkami, ktoré umožnia 23andMe identifikovať nové prípady medzi respondentmi.
Propagačné video:
Ak spoločnosť zhromažďuje dostatok odpovedí od ľudí infikovaných Covid-19, jej výskumný tím vykoná štatistickú analýzu s názvom Genome-Wide Association Search (GWAS). Táto metóda je široko používaná v genetickom výskume. Počas GWAS sú ľudia rozdelení do rôznych skupín, v našom prípade s najväčšou pravdepodobnosťou na základe symptómov. Ich údaje o DNA sa potom skenujú, aby sa zistilo, či sú určité jednopísmenové variácie v genetickom kóde častejšie u ľudí s určitými príznakmi. Ak k tomu dôjde dosť často, možno s určitým stupňom istoty povedať, že takéto variácie sú spojené s týmito príznakmi.
Je ťažké predpovedať, ktoré gény sa nájdu počas týchto expedícií pri hľadaní DNA. Mnohé z nich sa však pravdepodobne nachádzajú v tých častiach genómu, ktoré sú zodpovedné za imunitnú reakciu tela, hovorí Michael Snyder, ktorý vedie katedru genetiky na Stanfordskej univerzite a nemá nič spoločné s výskumom 23andMe a jeho výskumom. "Všeobecne vieme, že genetika ovplyvňuje priebeh vírusovej infekcie," hovorí. - V tomto nie je nič neočakávané, pretože v procese historického vývoja boli ľudia v rôznych podmienkach prostredia vystavení celkom špecifickým patogénom. Má zmysel, že rôzni ľudia majú rôzne imunitné systémy. “(Musí sa povedať, že nadmerná ochranná reakcia, známa ako hypercytokinémia, spôsobila veľa úmrtí u pacientov s atypickou pneumóniou.že hypercytokinémia je tiež príčinou niektorých úmrtí mladých ľudí s Covid-19.)
Ďalším potenciálnym kandidátom je gén pre ACE2 receptor. Nachádza sa na povrchu pľúc a ďalších ľudských buniek a je to molekulárny priechod, ktorým SARS-CoV-2 vstupuje do tela. Malé zmeny v tomto géne môžu uľahčiť alebo sťažiť prístup k určitým receptorom. Okrem toho môžu hrať úlohu aj variácie v oblasti genómu, ktoré zapínajú alebo vypínajú ACE2 receptor. Ak sú gény menej aktívne, ľudské bunky produkujú menej receptorov, čo sťažuje zachytenie vírusu.
Snyder hovorí, že je príliš skoro na špekulácie o tom, akú úlohu hrajú gény pri určovaní výsledku choroby Covid-19. Je však pripravený staviť sa na to, že projekty, ako sú tie, ktoré realizuje 23aMe, pravdepodobne neposkytnú jediný genetický variant, ktorý rozhodne, či bude osoba v intenzívnej starostlivosti alebo nie. "Bol by som prekvapený, keby zistili niečo také presvedčivého ako BRCA," hovorí Snyder a odvoláva sa na jedného z najmocnejších prediktorov rakoviny, ktorý vedci našli. Mutácie v génoch BRCA štvornásobne zvyšujú šance človeka na rozvoj určitých foriem rakoviny prsníka.
Ide o to, že hľadanie združení v rámci celého genómu je hra s číslami. Je to najlepší spôsob, ako zistiť mutácie, ktoré sa opakujú a znovu objavujú v celej populácii, pričom každá z nich má len veľmi malý vplyv na náchylnosť osoby na chorobu. A keďže hľadanie asociácie na úrovni celého genómu je zvyčajne založené na obmedzenom súbore genetických údajov, ako sú údaje zhromaždené 23 a Me (statický pohľad na 600 000 umiestnení genómu), je možné tieto bežné varianty ľahšie identifikovať ako tie zriedkavé.
Je to však veľmi zriedkavé mutácie, ktoré budú pravdepodobne príčinou extrémneho vystavenia Covid-19, hovorí Stephen Chapman, pulmonológ, ktorý pracuje ako výskumný pracovník v Centre pre genetiku človeka na Oxfordskej univerzite a nezúčastňuje sa na projekte 23and Me. V polovici dvadsiatych rokov uskutočnil prvé genetické štúdie predispozície bakteriálnej pneumónie a objavil zriedkavé mutácie v imunitne sprostredkovaných génoch, vďaka ktorým boli inak zdravé deti a dospelí vysoko náchylní na vstup jednej konkrétnej baktérie. Chapman má podozrenie, že rovnako zriedkavé mutácie, ktoré sa podieľajú na imunitnej funkcii a reakcii na zápal, sa umiestňujú do postelí JIP pre mladých zdravých ľudí, ktorí nemajú žiadne ďalšie rizikové faktory. „Podľa môjho názoru je to vážna nevýhoda GWAS,on hovorí. „Pri vyhľadávaní asociácie na úrovni genómu sa prehliadajú tieto zriedkavé mutácie spôsobujúce ochorenie.“
Ich nájdenie si vyžaduje krvné testy od neštandardných pacientov a sekvencovanie ich celých genómov. Ak dešifrujeme DNA mladého dospelého, ktorý je napojený na umelú pľúcnu ventiláciu, je možné, že sa dá odhaliť jedinečná genetická predispozícia k Covid-19. Na druhej strane DNA starších ľudí, u ktorých bola diagnostikovaná koronavírus a Covid-19, ale bez príznakov, môže obsahovať ochranné mutácie, ktoré chránia pred najťažšími formami choroby.
Vo vedeckých laboratóriách po celom svete už prebieha viac ako 90 takýchto sekvenčných projektov a vedci sa ponáhľajú pochopiť chorobu, na ktorú po celom svete zomrelo viac ako 76 000 ľudí. Niektoré z týchto projektov sú dlhodobými genetickými štúdiami v populácii, na ktorých sa dlhodobo zúčastňujú tisíce dobrovoľníkov. Islandská spoločnosť DeCODE Genetics, ktorá už desaťročia zhromažďuje údaje o genómoch a zdraví 364 000 obyvateľov tejto ostrovnej krajiny, dostala vládne povolenie na zverejnenie výsledkov testov na Covid-19. Existujú aj nové štúdie, ktoré sa uskutočňujú výlučne medzi pacientmi s Covid-19. Ak chcete skombinovať všetky genetické údaje z rôznych výskumných tímov,Vedci z Helsinskej univerzity nedávno zriadili zúčtovací dom s názvom Covid-19 Carrier Genetics. Keď sa objaví viac údajov, štatistika sa stáva presvedčivejšou a spoľahlivejšou a zároveň sa zvyšuje nádej na nájdenie mutácií, ktoré môžu zmeniť dopad novej choroby na človeka, ako aj proces boja ľudstva proti nemu.
Sotva však stojí za to očakávať, že v blízkej budúcnosti dostaneme genetickú bodovaciu kartu náchylnosti k Covid-19. Chapman hovorí, že je pravdepodobné, že tieto štúdie nebudú schopné identifikovať vnímavých ľudí na základe ich DNA. Skôr jednoducho získame lepšie pochopenie molekulárnych dráh, cez ktoré sa objavujú najprísnejšie formy Covid-19. „Toto je úplne nové a zničujúce ochorenie ľudí a musíme naliehavo pochopiť jeho biológiu,“vysvetľuje Chapman. Izolovaním génov, ktoré regulujú rôzne imunitné reakcie, to pomôže určiť, čo presne treba liečiť novými liekmi, a lekári budú schopní cielenejšie a špecifickejšie pristupovať k liečbe jednotlivých pacientov. „GWAS a sekvenovanie celého genómu tu môžu hrať veľmi hodnotnú úlohu,“poznamenáva Chapman.
Vek, predchádzajúce zdravotné problémy, včasné testovanie a kvalitná starostlivosť budú kľúčové pri určovaní, kto prežije a kto zomrie na Covid-19. DNA však pravdepodobne tiež zohráva úlohu pri ovplyvňovaní výsledku choroby. A tu máme ešte veľa čo učiť a zistiť.
Megan MOLTENI