Koronavirus SARS-COV-2 je zákeřný a záhadný. Příznaky nemoci, kterou způsobuje, jsou různé a portrét jeho typické oběti není vůbec tak zřejmý, jak se zdálo dříve. 23andMe použije svou jedinečnou genetickou databázi k identifikaci možného spojení mezi DNA pacienta a zranitelností vůči viru.
Koronavirus SARS-COV-2, který se poprvé objevil v loňském roce v Číně, je agresorem rovných příležitostí. Pokud jste člověk, chce vás proniknout. Zdá se, že virus infikuje lidi stejným způsobem bez ohledu na jejich věk, rasu nebo pohlaví. To je logické, protože se jedná o zcela nový patogen, proti kterému nikdo nemá imunitu.
Ale virus Covid-19 způsobený virem je ve svých projevech nepředvídatelnější. Velmi málo nakažených lidí skutečně onemocní. Pacienti mají velmi odlišné příznaky. Někdo má vysokou horečku a kašel. Některé mají křeče žaludku a průjem. Někdo ztrácí chuť k jídlu. Někdo přestane rozlišovat vůně. Někdo je schopen překonat nemoc tím, že sedí doma, spotřebuje hodně tekutin a potěší se televizními pořady. A někdo končí v intenzivní péči, kde je k němu připojeno mnoho trubic, které neúspěšně pumpují vzduch do jeho nemocných plic. Starší lidé s chronickými nemocemi a muži představují většinu úmrtí. Ale ne vždy. Ve Spojených státech je velké procento hospitalizovaných se závažnými příznaky mladší 40 let. Děti, zejména děti, nejsou chráněny ani na sto procent.
Vědci se dívají na rozptýlené epidemiologické údaje z hotspotů, jako jsou Čína, Itálie a Spojené státy, aby pochopili, co tyto rozdíly způsobilo. Hledají charakteristiky a vzorce věku pacientů, jejich rasy, pohlaví, sociálně-ekonomického postavení, chování a dostupnosti lékařských služeb pro ně. Nyní se hlouběji kopají a snaží se najít stopy v naší DNA.
V pondělí zahájila 23andMe novou studii, která identifikuje genetické rozdíly, které by mohly vysvětlit, proč lidé s Covid-19 mají na infekci takové odlišné reakce. Tato spotřebitelská genomická firma se připojila k řadě nových výzkumných projektů, které hledají odpověď na stejnou otázku. Předchozí výzkum ukazuje, že určité genové varianty vystavují lidi zvýšenému riziku, když se nakazí některými infekčními chorobami. Jiní jim poskytují ochranu, řekněme, mutaci v genu CCR5, díky které je nosič imunní vůči HIV. Je příliš brzy na to, abych řekl, jak významně chrání DNA proti Covid-19 nebo naopak, činí zranitelnou osobu. Získané informace však mohou být někdy použity k identifikaci lidí, kteří jsou více ohroženi infekcí,jakož i cílené hledání nových léků a léčebných postupů.
"Chceme pochopit, jak naše geny ovlivňují naši odpověď na virus," řekla Joyce Tung, viceprezidentka pro výzkum na 23andMe. "Doufáme, že shromažďováním údajů od lidí, kteří byli testováni a diagnostikováni na Covid-19, se budeme moci dozvědět něco o biologických charakteristikách této choroby a pomoci vědecké komunitě lépe léčit nemocné."
Zatímco jiné společnosti zabývající se výzkumem DNA převedly své laboratoře a nyní testují lidi na Covida, 23andMe se rozhodlo využít své jedinečné aktivum - databázi více než 10 milionů zákazníků, z nichž 80% souhlasilo s použitím svých genetických informací a dalších pro účely výzkumu. data, která sami nahlásili. Společnost tuto databázi buduje již několik let, což usnadňuje provádění hromadných průzkumů mezi potenciálními účastníky výzkumu. Výsledkem je, že každý genetický profil zahrnuje stovky fenotypových informací, například kolik cigaret klient během svého života kouřil a zda někdo z jejich příbuzných trpěl cukrovkou. Obrovské množství dat, které společnost má,dovolil jí začít hledat lék a učinil jí mocným zdrojem informací v oblasti genetického výzkumu.
Poslední anketa zveřejněná na klientském portálu 23andMe obsahuje otázky o tom, kde člověk žije, jaká sociální opatření, která dělají, zda byla testována na koronavirus, měla kontakt s infikovanými lidmi a zda byla diagnostikována s Covid-19. (Do průzkumu se mohou zapojit pouze zákazníci z USA.) 23andMe doufá, že do studie přijme stovky tisíc zákazníků, včetně těch, u kterých byla diagnostikována Covid-19, kteří mají negativní testy, kteří mají příznaky podobné chřipce, ale kteří jsou dosud testováni. neprošel, stejně jako rodinní příslušníci infikovaných. U lidí, kteří pozitivně testují, bude proveden další průzkum o závažnosti nemoci, projevech příznaků a tom, zda byli hospitalizováni. Řekl to hlavní vědec společnosti Adam Auton,která vede novou studii Covid-19. Všichni účastníci budou každý měsíc pozváni do nového průzkumu s dalšími otázkami, takže 23andMe bude moci identifikovat nové případy mezi respondenty.
Propagační video:
Pokud společnost shromáždí dostatek odpovědí od lidí infikovaných Covid-19, provede její výzkumný tým statistickou analýzu s názvem Genome-Wide Association Search (GWAS). Tato metoda je široce používána v genetickém výzkumu. Během GWAS jsou lidé rozděleni do různých skupin, v našem případě s největší pravděpodobností, na základě symptomů. Jejich data DNA jsou poté skenována, aby se zjistilo, zda určité variace jednoho písmene v genetickém kódu jsou častější u lidí s určitými příznaky. Pokud k tomu dojde dostatečně často, lze s určitým stupněm jistoty říci, že takové změny jsou spojeny s těmito příznaky.
Je obtížné předpovědět, které geny budou nalezeny během těchto expedic při hledání DNA. Mnoho z nich se však pravděpodobně nachází v těch částech genomu, které jsou odpovědné za imunitní reakci těla, říká Michael Snyder, který je vedoucím katedry genetiky na Stanfordské univerzitě a nemá nic společného s 23andMe a jeho výzkumem. "Obecně víme, že genetika ovlivňuje průběh virové infekce," říká. - Na tom není nic neočekávaného, protože v procesu historického vývoje byli lidé v různých podmínkách prostředí vystaveni zcela specifickým patogenům. Dává to smysl, že různí lidé mají různé imunitní systémy. “(Je třeba říci, že nadměrná ochranná reakce, známá jako hypercytokinémie, způsobila mnoho úmrtí u pacientů s atypickou pneumonií.že hypercytokinémie je také příčinou některých úmrtí mladých lidí s Covidem-19.)
Dalším potenciálním kandidátem je gen pro ACE2 receptor. Nachází se na povrchu plic a dalších lidských buněk a je to molekulární průchod, kterým SARS-CoV-2 vstupuje do těla. Malé změny v tomto genu mohou usnadnit nebo ztížit průchod určitými receptory. Kromě toho mohou hrát roli také variace v oblasti genomu, které zapínají nebo vypínají ACE2 receptor. Pokud jsou geny méně aktivní, produkují lidské buňky méně receptorů, což je pro viry těžší, aby se na ně chytilo.
Je příliš brzy na spekulace o tom, jakou roli hrají geny při určování výsledku onemocnění Covid-19, říká Snyder. Je však připraven se vsadit, že projekty, jako jsou ty, které realizuje 23andMe, pravděpodobně nebudou poskytovat jednu genetickou variantu, která rozhodne, zda bude osoba v intenzivní péči nebo ne. "Byl bych překvapen, kdyby zjistili, že je něco tak působivého jako BRCA," říká Snyder s odkazem na jednoho z nejsilnějších prediktorů rakoviny, který vědci našli. Mutace v genech BRCA ztrojnásobují šance člověka na rozvoj určitých forem rakoviny prsu.
Jde o to, že hledání asociací v celé genomu je hra čísel. Je to nejlepší způsob, jak detekovat mutace, které se opakují a znovu objevují v celé populaci, z nichž každá má jen velmi malý vliv na náchylnost člověka na nemoc. A protože vyhledávání asociací na celém genomu je obvykle založeno na omezeném souboru genetických dat, jako jsou data shromážděná 23andMe (statický pohled na 600 000 umístění genomu), je možné tyto běžné varianty snáze identifikovat než vzácné.
Je to však velmi vzácné mutace, které pravděpodobně způsobí extrémní expozici Covid-19, říká Stephen Chapman, pulmonolog, který pracuje jako výzkumný pracovník v Centru pro lidskou genetiku na Oxfordské univerzitě a není zapojen do projektu 23andMe. V polovině roku 2000 provedl první genetické studie predispozice bakteriální pneumonie a objevil vzácné mutace v imunitně zprostředkujících genech, které způsobily, že jinak zdravé děti a dospělí byli vysoce citliví na konkrétní bakterii vstupující do těla. Chapman má podezření, že stejně vzácné mutace, které se podílejí na imunitní funkci a reakci na zánět, jsou kladeny na lůžka JIP pro mladé, zdravé lidi, kteří nemají žádné další rizikové faktory. Podle mého názoru je to vážná nevýhoda GWAS,on říká. „Hledání asociací po celém genomu přehlíží tyto vzácné mutace způsobující onemocnění.“
Jejich nalezení vyžaduje provedení krevních testů od nestandardních pacientů a sekvenování jejich celých genomů. Pokud dešifrujeme DNA mladého dospělého, který je spojen s umělou plicní ventilací, je možné, že u Covid-19 bude možné odhalit jedinečnou genetickou predispozici. Na druhou stranu DNA starších lidí, u kterých byla diagnostikována koronavirus a Covid-19, ale žádné příznaky, mohou obsahovat ochranné mutace, které chrání před nejzávažnějšími formami nemoci.
Ve vědeckých laboratořích po celém světě již probíhá více než 90 takovýchto sekvenčních projektů a vědci spěchají, aby pochopili nemoc, na kterou zemřelo více než 76 000 lidí po celém světě. Některé z těchto projektů jsou dlouhodobými genetickými studiemi v populaci, kterých se dlouhodobě účastní tisíce dobrovolníků. Islandská společnost DeCODE Genetics, která sbírá údaje o genomech a zdraví 364 000 obyvatel této ostrovní země po celá desetiletí, získala vládní povolení zveřejňovat výsledky testů na Covid-19. Existují také nové studie prováděné výhradně mezi pacienty Covid-19. Chcete-li kombinovat všechna genetická data z různých výzkumných týmů,Vědci z Helsinské univerzity nedávno zřídili clearingový dům s názvem Covid-19 Carrier Genetics. Jak se objevuje více údajů, statistika se stává přesvědčivější a spolehlivější a současně roste naděje, že lze najít mutace, které mohou změnit dopad nové nemoci na člověka a také proces boje lidstva proti ní.
Sotva však stojí za to očekávat, že v blízké budoucnosti dostaneme genetickou skórovací kartu náchylnosti k Covid-19. Chapman říká, že je pravděpodobné, že tyto studie nebudou schopny identifikovat vnímavé lidi na základě jejich DNA. Spíše získáme lepší pochopení molekulárních drah, skrze které se objevují nejzávažnější formy Covid-19. "Jedná se o zcela nové a devastující lidské onemocnění a my musíme naléhavě pochopit jeho biologii," vysvětluje Chapman. Izolováním genů, které regulují různé imunitní odpovědi, to pomůže určit, co přesně je třeba léčit novými léky, a lékaři budou moci cíleněji a konkrétněji přistupovat k léčbě jednotlivých pacientů. „GWAS a sekvenování celého genomu zde mohou hrát velmi cennou roli,“poznamenává Chapman.
Věk, předchozí zdravotní problémy, včasné testování a kvalitní péče budou rozhodující pro to, kdo přežije a kdo zemře na Covid-19. DNA však pravděpodobně také hraje roli při ovlivňování výsledku nemoci. A tady máme stále co učit a zjistit.
Megan MOLTENI