Genetika COVID-19: Proč se u některých lidí objevují závažné příznaky

Advanced age and comorbidities are known to be high risk factors for COVID-19. Does genetický make-up predispose some people making them more susceptible to severe symptoms? Conversely, does genetic make-up enable some people to have innate immunity making them immune against COVID-19 implying such people may not require vaccines. Identifying people with genetic susceptibility (by way of genome analysis) may provide for a more efficient personalised/precision medicine approach to combat this pandemic and other high burden diseases like cancer.  

Covid 19 is known to disproportionately affect elderly and people with comorbidities however there seems to be another pattern. Apparently, some people are geneticky more prone and predisposed to develop severe life-threatening symptoms ¹ jak je uvedeno v hlášených případech, jako tři bratři v podobné věkové skupině (kteří žili odděleně a byli zdravotně normální) podlehli COVID-19 ². Tato malá skupina lidí trpí hyperzánětem, klinickým zhoršením a selháním více orgánů způsobeným vývojem Cytokinová bouře (CS), ve kterém je interleukin-6 (IL-6) centrálním mediátorem. Dva běžné genové polymorfismy, které predisponují k hyperzánětu, jsou familiární středomořská horečka (FMF) a nedostatek glukóza-6-fosfátdehydrogenázy (G6PD), které v kombinaci s obezitou riziko dále zvyšují. ³.  

A systematic review links susceptibility to genetický variants in immune response genes. Forty genes were found to be associated with susceptibility and 21 of these genes had relation with development of severe symptom ⁴. Další studie podporuje názor, že gen ACE2 polymorfismus přispívá k náchylnosti k COVID-19 ⁵. The virus responsible for COVID-19 uses the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor protein present on the cell surface to enter the cell. Any variation in the ACE2 gene would have strong bearing on predisposition to COVID.  The role of host-genetika in susceptibility to COVID-19 is investigated at the level of structural variants (SV) in a study reported in preprint recently by Sahajpal NS, et al. In this study, the researchers performed genome analysis on 37 severely ill COVID-19 patients. This patient-centric investigation identified 11 large structural variants involving 38 genes with a potential role in development of severe symptoms of COVID-19 ⁶. 

The fast-evolving knowledge base about role of host-genetika in Covid 19 disease progression may indicate appropriate shift of focus towards targeted approach to prevention and treatment of COVID-19. It may be possible to think of precisely targeted interventions to unique genetický-makeup of individuals ⁷. Personalizované, přesné ošetření nebo zásahy by však vyžadovaly data analýzy genomu na individuální úrovni. Může se vyskytnout otázka ochrany soukromí, kterou je třeba řešit, ale z dlouhodobého hlediska se to může ukázat jako efektivnější z hlediska nákladů.  

V současné době existuje několik komerčních organizací, které poskytují osobní služby pokrývající základní zdravotní predispozice jednotlivců. Aby se však personalizovaná precizní medicína stala realitou, bylo by zapotřebí organizovanějšího úsilí ve veřejném sektoru, aby se vybudovala znalostní základna a infrastruktura. Multicentrická studie GEN-COVID ⁸ jejichž cílem je odvodit fenotypová a genotypová data na individuální úrovni prostřednictvím biobankovních a zdravotních záznamů, aby byla data dostupná Covid 19 výzkumníků na celém světě je v tomto směru krokem vpřed.  

***

Reference:  

1. Kaiser J., 2020. Jak moc vám onemocní koronavirus? Odpověď může být ve vašich genech. Věda. Publikováno 27. března 2020. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb9192 

2. Yousefzadegan S. a Rezaei N., 2020. Případová zpráva: Smrt v důsledku COVID-19 u tří bratrů. The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Svazek 102: Vydání 6 Strana(y): 1203–1204. Publikováno online: 10. dubna 2020. DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.20-0240 

3. Woo Y., Kamarulzaman A., et al 2020. A genetický predisposition for Cytokine Storm in life-threatening COVID-19 infection. OSFPreprints. Created: April 12, 2020. DOI: https://doi.org/10.31219/osf.io/mxsvw    

4. Elhabyan A., Elyaacoub S., et al, 2020. The role of host genetika in susceptibility to severe viral infections in humans and insights into host genetics of severe COVID-19: A systematic review, Virus Research, Volume 289, 2020. Available online 9 September 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.virusres.2020.198163 

5. Calcagnile M. a Forgez P., 2020. Simulace molekulárního dokování odhaluje polymorfismy ACE2, které mohou zvýšit afinitu ACE2 s proteinem SARS-CoV-2 Spike. Biochimie svazek 180, leden 2021, strany 143-148. Dostupné online 9. listopadu 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2020.11.004   

6. Sahajpal NS, Lai CJ, et al 2021. Analýza strukturálních variací hostitelského genomu pomocí optického mapování genomu poskytuje klinicky cenné poznatky o genech, které se podílejí na kritických imunitních, virových infekcích a virových replikačních drahách u pacientů s těžkým COVID-19. Předtisk medRxiv. 8. ledna 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.01.05.21249190 

7. Zhou, A., Sabatello, M., Eyal, G. et al. Je precizní medicína relevantní ve věku COVID-19? Genet Med (2021). Zveřejněno: 13. ledna 202. DOI:  https://doi.org/10.1038/s41436-020-01088-4 

8. Daga, S., Fallerini, C., Baldassarri, M. et al. Employing a systematic approach to biobanking and analyzing clinical and genetický data for advancing COVID-19 research. Eur J Hum Genet (2021). Published: 17 January 2021.  https://doi.org/10.1038/s41431-020-00793-7  

***