Coronavirus en genen: vatbaarheid voor infectie in DNA?

Mensen met specifieke genetische kenmerken lopen mogelijk een groter risico om het coronavirus op te lopen. Studies hebben aangetoond dat binnen het humane ACE2-gen een aantal varianten is geïdentificeerd die de gevoeligheid voor infectie met andere coronavirussen kunnen beïnvloeden: SARS-CoV en NL63. De relatie tussen gevoeligheid voor de ziekte en het beloop van COVID-19 is echter nog steeds niet volledig duidelijk.

Volgens immunologen kan dankzij de kennis van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de penetratie van virussen in het lichaam en de analyse van de genen die coderen voor eiwitten die bij dit proces betrokken zijn, worden voorspeld of verschillen in DNA tussen mensen de gevoeligheid voor infectie beïnvloeden. Dit geldt voor veel bekende en gevaarlijke ziekten.

- Genetisch onderzoek en associatieanalyses hebben het mogelijk gemaakt om relaties op te sporen tussen genetische verschillen en gevoeligheid voor infecties met virussen zoals: HIV, HBV, HCV, denguevirus, bacteriën die tuberculose veroorzaken, lepra, meningitis en malaria-veroorzakende parasieten - geeft een lijst van Dr. Paweł Gajdanowicz uit Van de voorzitter en afdeling Klinische Immunologie van de Medische Universiteit in Wrocław. - Zo maakt een mutatie in het gen dat codeert voor de CCR5-receptor mensen minder vatbaar voor hiv-infectie en kunnen vergelijkbare relaties worden vermenigvuldigd.

Mensen met specifieke genetische kenmerken, bijvoorbeeld genvarianten, zijn verschillend vatbaar voor infecties en reageren anders op geneesmiddelen die bij therapie worden gebruikt. Als gevolg hiervan kan het verloop van de ziekte zelf afhangen van individuele genetische aanleg. Deze kennis is buitengewoon waardevol en begint zich te vertalen in klinische effecten.

Schakel JavaScript in om deze video te bekijken en overweeg om te upgraden naar een webbrowser die HTML5-video ondersteunt

Genen en het SARS-CoV-2 coronavirus

Net als bij andere ziekten kunnen genen ook een rol spelen bij het SARS-CoV-2 coronavirus; een van de best beschreven is het ACE2-gen. Eerdere onderzoeken naar het SARS-CoV-coronavirus, dat de pandemie in 2002 en 2003 veroorzaakte, lieten een verband zien tussen de hoeveelheid eiwitten die door het ACE2-gen op het oppervlak van de longblaasjes worden gecodeerd en infectie met dit virus. Hetzelfde kan nu het geval zijn met SARS-CoV-2.

Ondanks de vroege stadia van de nieuwe coronavirus-epidemie, weten wetenschappers steeds meer over hoe dit virus menselijke cellen kan infecteren.

- Het mechanisme van infectie van longcellen door het SARS-CoV-2-virus houdt verband met de activering van virale eiwitten door een specifiek enzym op het oppervlak van de longcellen. Het is aangetoond dat geactiveerde viruseiwitten - zoals in het geval van de SARS-Cov-pandemie in 2002 - zich binden aan de menselijke receptor die wordt gecodeerd door het bovengenoemde ACE2-gen en een infectie veroorzaken - legt Dr. Mirosław Kwaśniewski, hoofd van het Centrum voor Bio-informatica en Data-analyse, Medische Universiteit van Bialystok.

Zoals Dr. Kwaśniewski uitlegt: de ACE2-receptor kan daarom door virussen worden gebruikt om de gastheercel binnen te dringen, waar ze zich vermenigvuldigen. Onder de duizenden geïdentificeerde varianten binnen het ACE2-gen, hebben velen het potentieel om de gevoeligheid voor infectie met coronavirussen zoals SARS-CoV en NL63 te beïnvloeden. Het is echter nog steeds niet mogelijk om te bevestigen of er een vergelijkbare relatie bestaat met het huidige coronavirus - SARS-CoV-2. Voor verdere epidemiologische studies in de context van virusverspreiding en invasiviteit zijn grootschalige genetische analyses van meerdere populaties nodig.

Kunt u controleren of u risico loopt?

Interessant is dat eerdere studies de relatie hebben aangetoond van genetische veranderingen binnen het ACE2-gen bij patiënten die vatbaar zijn voor vele andere ziekten, waaronder hart- en vaatziekten.

- We kunnen zien dat het beloop van COVID-19 niet alleen beïnvloed kan worden door de leeftijd van de patiënten, maar ook door comorbiditeiten zoals diabetes of hypertensie, d.w.z. de oorzaken waarvan de oorzaak ook afhankelijk kan zijn van genetische determinanten en levensstijl. Pas nu, in een crisissituatie, beginnen we allemaal het belang van dergelijke afhankelijkheden meer in te zien - vervolgt Dr. Miroslaw Kwasniewski.

Volgens de onderzoekers kunnen de beschikbaarheid van moderne technologieën die grootschalige sequencing van genomen mogelijk maken (zelfs voor de hele bevolking), wereldwijde toegang tot informatie over infecties en het beloop van de ziekte, en geavanceerde analytische methoden een wapen zijn in de strijd tegen nieuwe, gevaarlijke virussen.

Identificatie van genetische aanleg die het verloop van de infectie of de effectiviteit van de behandeling beïnvloeden, kan een belangrijke rol spelen bij het beheer van de gezondheidszorg in een crisissituatie, bijvoorbeeld door mensen te identificeren met een verhoogde vatbaarheid om ziek te worden of bij wie het klinische beloop van de ziekte ernstig kan zijn.

Kennis van genetische aanleg en gedrags- en omgevingsfactoren kan de selectie van de meest effectieve therapie mogelijk maken.

Over de experts:

dr hab. Mirosław Kwaśniewski - geneticus, moleculair bioloog, bioinformatist, hoofd van het Centrum voor Bio-informatica en Data-analyse van de Medische Universiteit van Bialystok. Coördinator van het werk van onderzoeksgroepen in projecten op het gebied van gepersonaliseerde geneeskunde en grootschalige genomica, voornamelijk gericht op de problemen van beschavingsziekten, in het bijzonder kanker, diabetes type II en hart- en vaatziekten. Als onderdeel van deze projecten werkt het samen met toonaangevende onderzoekscentra in Polen en de wereld. In zijn werk maakt hij gebruik van de nieuwste analytische methoden op het gebied van genomics en systeembiologie. Hij treedt op als adviseur voor internationale organisaties en biotechnologiebedrijven op het gebied van nieuwe technologieën van genomics en biomedische data-analyse. Laureaat van de onderscheiding van de minister van Wetenschap en Hoger Onderwijs voor wetenschappelijke prestaties.

dr Paweł Gajdanowicz - assistent-professor bij de leerstoel en afdeling klinische immunologie aan de Medische Universiteit in Wrocław. Auteur van wetenschappelijke artikelen op het gebied van immunologie, allergologie, oncologie, moleculaire biologie en gepersonaliseerde geneeskunde. Hij deed ervaring op bij prestigieuze onderzoeksinstellingen in Polen en Europa. Betrokken bij de uitvoering van talrijke wetenschappelijke en onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten. Lid van de Council of Young Scientists van de 3e termijn en de European Academy of Allergology and Clinical Immunology (EAACI).