Coronavirus und Gene: Anfälligkeit für Infektionen in der DNA?

Menschen mit spezifischen genetischen Merkmalen haben möglicherweise ein höheres Risiko, sich mit dem Coronavirus zu infizieren. Studien haben gezeigt, dass innerhalb des menschlichen ACE2-Gens eine Reihe von Varianten identifiziert wurden, die die Anfälligkeit für Infektionen mit anderen Coronaviren beeinflussen können: SARS-CoV und NL63. Der Zusammenhang zwischen der Anfälligkeit für die Krankheit und dem Verlauf von COVID-19 ist jedoch noch nicht vollständig geklärt.

Laut Immunologen kann dank der Kenntnis der Mechanismen, die für das Eindringen von Viren in den Körper verantwortlich sind, und der Analyse von Genen, die für Proteine ​​kodieren, die an diesem Prozess beteiligt sind, vorhergesagt werden, ob Unterschiede in der DNA zwischen Menschen die Anfälligkeit für Infektionen beeinflussen. Dies gilt für viele bekannte und gefährliche Krankheiten.

- Genforschung und Assoziationsanalysen haben es ermöglicht, Zusammenhänge zwischen genetischen Unterschieden und der Anfälligkeit für Infektionen mit Viren wie HIV, HBV, HCV, Dengue-Virus, Bakterien, die Tuberkulose verursachen, Lepra, Meningitis und Malaria verursachende Parasiten zu erkennen - Listen von Dr. Paweł Gajdanowicz aus Vom Lehrstuhl und der Abteilung für klinische Immunologie der Medizinischen Universität in Breslau. - Zum Beispiel macht eine Mutation im Gen, das den CCR5-Rezeptor codiert, Menschen weniger anfällig für HIV-Infektionen, und ähnliche Beziehungen können multipliziert werden.

Menschen mit spezifischen genetischen Eigenschaften, z. B. Genvarianten, sind unterschiedlich anfällig für Infektionen und reagieren unterschiedlich auf in der Therapie verwendete Arzneimittel. Infolgedessen kann der Krankheitsverlauf selbst von individuellen genetischen Veranlagungen abhängen. Dieses Wissen ist äußerst wertvoll und führt zu klinischen Auswirkungen.

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Gene und das SARS-CoV-2-Coronavirus

Wie bei anderen Krankheiten können auch beim SARS-CoV-2-Coronavirus Gene eine Rolle spielen. Eines der am besten beschriebenen ist das ACE2-Gen. Frühere Studien zum SARS-CoV-Coronavirus, das die Pandemie in den Jahren 2002 und 2003 verursachte, zeigten einen Zusammenhang zwischen der Menge der vom ACE2-Gen auf der Oberfläche der Alveolen kodierten Proteine ​​und der Infektion mit diesem Virus. Dies kann nun auch bei SARS-CoV-2 der Fall sein.

Trotz der frühen Stadien der neuartigen Coronavirus-Epidemie wissen Wissenschaftler immer mehr darüber, wie dieses Virus menschliche Zellen infizieren kann.

- Der Mechanismus der Infektion von Lungenzellen durch das SARS-CoV-2-Virus hängt mit der Aktivierung viraler Proteine ​​durch ein spezifisches Enzym auf der Oberfläche der Lungenzellen zusammen. Es wurde gezeigt, dass aktivierte Virusproteine ​​- wie im Fall der SARS-Cov-Pandemie im Jahr 2002 - an den vom oben genannten ACE2-Gen kodierten menschlichen Rezeptor binden und eine Infektion verursachen - erklärt Dr. Mirosław Kwaśniewski, Leiter des Zentrums für Bioinformatik und Datenanalyse der Medizinischen Universität Bialystok.

Wie Dr. Kwaśniewski erklärt: Der ACE2-Rezeptor kann daher von Viren verwendet werden, um in die Wirtszelle einzudringen, in der sie sich vermehren. Unter den Tausenden identifizierten Varianten innerhalb des ACE2-Gens haben viele das Potenzial, die Anfälligkeit für Infektionen mit Coronaviren wie SARS-CoV und NL63 zu beeinflussen. Es ist jedoch immer noch nicht möglich zu bestätigen, ob eine ähnliche Beziehung zum aktuellen Coronavirus - SARS-CoV-2 - besteht. Für weitere epidemiologische Studien im Zusammenhang mit der Verbreitung und Invasivität von Viren sind umfangreiche genetische Analysen an mehreren Populationen erforderlich.

Können Sie überprüfen, ob Sie gefährdet sind?

Interessanterweise haben frühere Studien die Beziehung genetischer Veränderungen innerhalb des ACE2-Gens bei Patienten nachgewiesen, die für viele andere Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, anfällig sind.

- Wir können sehen, dass der Verlauf von COVID-19 nicht nur durch das Alter der Patienten beeinflusst werden kann, sondern auch durch Komorbiditäten wie Diabetes oder Bluthochdruck, d. H. Solche, deren Ursachen auch von genetischen Determinanten und dem Lebensstil abhängen können. Erst jetzt, in einer Krisensituation, bemerken wir alle die Bedeutung solcher Abhängigkeiten mehr, fährt Dr. Miroslaw Kwasniewski.

Laut Wissenschaftlern können die Verfügbarkeit moderner Technologien, die eine groß angelegte Sequenzierung von Genomen (auch für die gesamte Bevölkerung), den weltweiten Zugang zu Informationen über Infektionen und den Krankheitsverlauf sowie fortschrittliche Analysemethoden ermöglichen, eine Waffe im Kampf gegen neue, gefährliche Viren sein.

Die Identifizierung genetischer Veranlagungen, die den Infektionsverlauf oder die Wirksamkeit der Behandlung beeinflussen, kann eine wichtige Rolle bei der Verwaltung des Gesundheitssystems in einer Krisensituation spielen, z. durch Identifizierung von Personen mit erhöhter Anfälligkeit für Krankheiten oder bei denen der klinische Verlauf der Krankheit schwerwiegend sein kann.

Die Kenntnis der genetischen Veranlagung sowie der Verhaltens- und Umweltbedingungen kann die Auswahl der wirksamsten Therapie ermöglichen.

Über die Experten:

dr hab. Mirosław Kwaśniewski - Genetiker, Molekularbiologe, Bioinformatiker, Leiter des Zentrums für Bioinformatik und Datenanalyse der Medizinischen Universität Bialystok. Der Koordinator der Arbeit von Forschungsgruppen in Projekten auf dem Gebiet der personalisierten Medizin und der Genomik im großen Maßstab konzentrierte sich hauptsächlich auf die Probleme von Zivilisationskrankheiten, insbesondere Krebs, Typ-II-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Im Rahmen dieser Projekte kooperiert es mit führenden Forschungszentren in Polen und der Welt. In seiner Arbeit verwendet er die neuesten analytischen Methoden auf dem Gebiet der Genomik und Systembiologie. Er ist Berater internationaler Organisationen und Biotechnologieunternehmen im Bereich neuer Genomik-Technologien und biomedizinischer Datenanalyse. Preisträger des Preises des Ministers für Wissenschaft und Hochschulbildung für wissenschaftliche Leistungen.

Dr. Paweł Gajdanowicz - Assistenzprofessor am Lehrstuhl und in der Abteilung für klinische Immunologie der Medizinischen Universität in Breslau. Autor wissenschaftlicher Arbeiten in den Bereichen Immunologie, Allergologie, Onkologie, Molekularbiologie und personalisierte Medizin. Er sammelte Erfahrungen in renommierten Forschungseinrichtungen in Polen und Europa. Beteiligt an der Umsetzung zahlreicher wissenschaftlicher sowie Forschungs- und Entwicklungsprojekte. Mitglied des Rates der jungen Wissenschaftler des 3. Semesters und der Europäischen Akademie für Allergologie und klinische Immunologie (EAACI).