Genetik von COVID-19: Warum manche Menschen schwere Symptome entwickeln

Fortgeschrittenes Alter und Begleiterkrankungen gelten bekanntermaßen als hohe Risikofaktoren für COVID-19. Tut genetisch Make-up prädisponiert manche Menschen und macht sie anfälliger für schwere Symptome? Umgekehrt: Ermöglicht die genetische Ausstattung manchen Menschen eine angeborene Immunität, die sie immun gegen COVID-19 macht, was bedeutet, dass diese Menschen möglicherweise keine Impfungen benötigen? Die Identifizierung von Menschen mit genetischer Anfälligkeit (mittels Genomanalyse) könnte einen effizienteren personalisierten/präzisionsmedizinischen Ansatz zur Bekämpfung dieser Pandemie und anderer Krankheiten mit hoher Belastung wie Krebs ermöglichen.  

COVID-19 Es ist bekannt, dass ältere Menschen und Menschen mit Komorbiditäten überproportional davon betroffen sind, es scheint jedoch ein anderes Muster zu geben. Anscheinend sind das einige Leute genetisch anfälliger und prädisponierter für die Entwicklung schwerer lebensbedrohlicher Symptome ¹ wie in den gemeldeten Fällen angegeben, wie drei Brüder in ähnlicher Altersgruppe (die getrennt lebten und einen normalen Gesundheitszustand hatten) an COVID-19 erlagen ². Diese kleine Gruppe von Menschen leidet unter Hyperinflammation, klinischer Verschlechterung und multiplem Organversagen aufgrund der Entwicklung Zytokin-Sturm (CS), bei dem Interleukin-6 (IL-6) ein zentraler Mediator ist. Zwei häufige Genpolymorphismen, die für eine Hyperinflammation prädisponieren, sind das familiäre Mittelmeerfieber (FMF) und der Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (G6PD), die in Kombination mit Fettleibigkeit das Risiko weiter erhöhen ³.  

Eine systematische Überprüfung verknüpft die Anfälligkeit mit genetisch Varianten in Immunantwortgenen. Es wurde festgestellt, dass vierzig Gene mit der Anfälligkeit assoziiert sind und 21 dieser Gene mit der Entwicklung schwerer Symptome in Zusammenhang stehen ⁴. Eine andere Studie unterstützt die Ansicht, dass ACE2-Gen Polymorphismus trägt zur Anfälligkeit für COVID-19 bei ⁵. Das für COVID-19 verantwortliche Virus nutzt das auf der Zelloberfläche vorhandene Rezeptorprotein Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2), um in die Zelle einzudringen. Jede Variation im ACE2-Gen hätte einen starken Einfluss auf die Veranlagung für COVID. Die Rolle des GastgebersGenetik in der Anfälligkeit für COVID-19 wird auf der Ebene von Strukturvarianten (SV) in einer Studie untersucht, die kürzlich von Sahajpal NS et al. im Vorabdruck veröffentlicht wurde. In dieser Studie führten die Forscher eine Genomanalyse bei 37 schwer erkrankten COVID-19-Patienten durch. Diese patientenzentrierte Untersuchung identifizierte 11 große Strukturvarianten mit 38 Genen, die möglicherweise eine Rolle bei der Entwicklung schwerer Symptome von COVID-19 spielen ⁶. 

Die sich schnell entwickelnde Wissensbasis über die Rolle von Host-Genetik in COVID-19 Das Fortschreiten der Krankheit könnte ein Hinweis auf eine angemessene Verlagerung des Schwerpunkts hin zu einem gezielten Ansatz zur Prävention und Behandlung von COVID-19 sein. Eventuell sind punktgenaue Interventionen zu einmaligen Anlässen denkbar genetisch-Zusammensetzung von Individuen ⁷. Die personalisierten, präzisen Behandlungen oder Interventionen würden jedoch Genomanalysedaten auf individueller Ebene erfordern. Es kann ein Problem mit dem Datenschutz geben, das sich jedoch auf lange Sicht als kostengünstiger erweisen kann.  

Derzeit gibt es einige kommerzielle Organisationen, die persönliche Dienstleistungen anbieten, die grundlegende gesundheitliche Veranlagungen für Einzelpersonen abdecken. Es wären jedoch stärker organisierte Anstrengungen im öffentlichen Sektor erforderlich, um die Wissensbasis und die Infrastruktur für die Verwirklichung personalisierter Präzisionsmedizin aufzubauen. Multizentrische GEN-COVID-Studie ⁸ die darauf abzielen, phänotypische und genotypische Daten auf individueller Ebene durch Biobanking und Gesundheitsakten abzuleiten, um die Daten zugänglich zu machen COVID-19 Forscher weltweit ist ein Schritt in diese Richtung.  

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References:  

1. Kaiser J., 2020. Wie krank wird Sie das Coronavirus? Die Antwort liegt möglicherweise in Ihren Genen. Wissenschaft. Veröffentlicht 27. März 2020. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb9192 

2. Yousefzadegan S. und Rezaei N., 2020. Fallbericht: Tod durch COVID-19 bei drei Brüdern. Das American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Band 102: Ausgabe 6 Seite(n): 1203–1204. Online veröffentlicht: 10. April 2020. DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.20-0240 

3. Woo Y., Kamarulzaman A., et al. 2020. A genetisch Prädisposition für Zytokinsturm bei lebensbedrohlicher COVID-19-Infektion. OSFPreprints. Erstellt: 12. April 2020. DOI: https://doi.org/10.31219/osf.io/mxsvw    

4. Elhabyan A., Elyaacoub S., et al., 2020. Die Rolle des Gastgebers Genetik in der Anfälligkeit für schwere Virusinfektionen beim Menschen und Einblicke in die Wirtsgenetik von schwerem COVID-19: Eine systematische Übersicht, Virus Research, Band 289, 2020. Online verfügbar am 9. September 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.virusres.2020.198163 

5. Calcagnile M. und Forgez P., 2020. Molecular Docking Simulation zeigt ACE2-Polymorphismen, die die Affinität von ACE2 zum SARS-CoV-2-Spike-Protein erhöhen können. Biochimie Band 180, Januar 2021, Seiten 143-148. Online verfügbar 9. November 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2020.11.004   

6. Sahajpal NS, Lai CJ, et al 2021. Die Wirtsgenomanalyse struktureller Variationen durch Optical Genome Mapping bietet klinisch wertvolle Einblicke in Gene, die an kritischen Immun-, Virusinfektions- und Virusreplikationswegen bei Patienten mit schwerem COVID-19 beteiligt sind. Vordruck medRxiv. 8. Januar 2021. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.01.05.21249190 

7. Zhou, A., Sabatello, M., Eyal, G. et al. Ist Präzisionsmedizin im Zeitalter von COVID-19 relevant? Genet Med (2021). Veröffentlicht: 13. Januar 202. DOI:  https://doi.org/10.1038/s41436-020-01088-4 

8. Daga, S., Fallerini, C., Baldassarri, M. et al. Einsatz eines systematischen Ansatzes für das Biobanking und die Analyse klinischer und genetisch Daten zur Weiterentwicklung der COVID-19-Forschung. Eur J Hum Genet (2021). Veröffentlicht: 17. Januar 2021.  https://doi.org/10.1038/s41431-020-00793-7  

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