SARS-COV-2 koronavīruss ir mānīgs un noslēpumains. Viņa izraisītās slimības simptomi ir dažādi, un viņa tipiskā upura portrets nepavisam nav tik acīmredzams, kā likās iepriekš. 23andMe izmantos savu unikālo ģenētisko datu bāzi, lai identificētu iespējamo saikni starp pacientu DNS un neaizsargātību pret vīrusu.
SARS-COV-2 koronavīruss, kas pirmo reizi parādījās pagājušajā gadā Ķīnā, ir vienlīdzīgu iespēju agresors. Ja jūs esat cilvēks, viņš vēlas iekļūt jums. Šķiet, ka vīruss inficē cilvēkus vienādi neatkarīgi no viņu vecuma, rases vai dzimuma. Tas ir loģiski, jo tas ir pilnīgi jauns patogēns, no kura nevienam nav imunitātes.
Bet vīrusa izraisītā Covid-19 slimība tās izpausmēs ir neparedzamāka. Ļoti maz cilvēku, kas ir inficēti, faktiski saslimst. Pacientiem ir ļoti dažādi simptomi. Kādam ir paaugstināts drudzis un klepus. Dažiem ir vēdera krampji un caureja. Kāds zaudē savu apetīti. Kāds pārstāj atšķirt smakas. Kāds spēj pārvarēt slimību, sēžot mājās, patērējot daudz šķidruma un iepriecinot sevi ar TV šoviem. Un kāds nonāk intensīvā terapijā, kur ar viņu ir savienotas daudzas caurules, kuras neveiksmīgi iesūknē gaisu viņa slimās plaušās. Lielākā daļa nāves gadījumu ir vecāka gadagājuma cilvēki ar hroniskām slimībām un vīrieši. Bet ne vienmēr. Amerikas Savienotajās Valstīs liela daļa no tiem, kas hospitalizēti ar smagiem simptomiem, ir jaunāki par 40 gadiem. Bērni, īpaši zīdaiņi, arī nav simtprocentīgi aizsargāti.
Zinātnieki aplūko izkliedētos epidemioloģiskos datus no tādiem karstajiem punktiem kā Ķīna, Itālija un ASV, lai saprastu, kas izraisīja šīs atšķirības. Viņi meklē pacienta vecuma, viņu rases, dzimuma, sociālekonomiskā stāvokļa, uzvedības un medicīnisko pakalpojumu pieejamības raksturojumu un modeļus. Tagad viņi rakt dziļāk, mēģinot atrast pavedienus mūsu DNS.
Pirmdien 23andMe uzsāka jaunu pētījumu, lai identificētu ģenētiskās atšķirības, kas varētu izskaidrot, kāpēc cilvēkiem ar Covid-19 ir tik atšķirīgas reakcijas uz infekciju. Šī patērētāju genomikas firma ir pievienojusies virknei jaunu pētījumu projektu, meklējot atbildi uz to pašu jautājumu. Iepriekšējie pētījumi rāda, ka atsevišķi gēnu varianti paaugstina risku cilvēkiem, saslimstot ar noteiktām infekcijas slimībām. Citi viņiem nodrošina aizsardzību, teiksim, CCR5 gēna mutāciju, kas pārnēsātāju padara imūno pret HIV. Ir pāragri pateikt, cik ievērojami DNS aizsargā pret Covid-19 vai tieši otrādi, padara cilvēku neaizsargātu. Tomēr iegūto informāciju kādreiz var izmantot, lai identificētu cilvēkus, kuriem ir lielāks infekcijas risks,kā arī mērķtiecīgai jaunu zāļu un ārstēšanas metožu meklēšanai.
"Mēs vēlamies saprast, kā mūsu gēni ietekmē mūsu reakciju uz vīrusu," sacīja Džoiss Tungs, 23andMe pētījumu viceprezidents. "Mēs ceram, ka, apkopojot datus no cilvēkiem, kuriem ir pārbaudīts un diagnosticēts Covid-19, mēs varēsim kaut ko uzzināt par šīs slimības bioloģiskajām īpašībām un palīdzēsim zinātniskajai kopienai labāk izturēties pret slimajiem."
Kamēr citi DNS pētījumu uzņēmumi pārveidoja savas laboratorijas un tagad testē cilvēkus Covid, 23andMe nolēma izmantot savu unikālo aktīvu - datu bāzi, kurā ir vairāk nekā 10 miljoni klientu, no kuriem 80% no tiem ir piekrituši izmantot savu ģenētisko informāciju, bet citi - pētniecības mērķiem. datus, kurus viņi paši ziņojuši. Uzņēmums jau vairākus gadus veido šo datu bāzi, kas atvieglo masu aptauju veikšanu potenciālo pētījumu dalībnieku starpā. Tā rezultātā katrā ģenētiskajā profilā ir simtiem informācijas par fenotipiem, piemēram, cik cigarešu klients ir smēķējis dzīves laikā un vai kādam no viņu radiniekiem ir bijis diabēts. Uzņēmumam ir milzīgs datu apjoms,ļāva viņai sākt ārstniecības līdzekļu meklēšanu un padarīja viņu par spēcīgu informācijas avotu ģenētisko pētījumu jomā.
Jaunākajā aptaujā, kas publicēta klientu portālā 23andMe, ir iekļauti jautājumi par to, kur cilvēks dzīvo, kādus sociālās distancēšanas pasākumus viņi ievēro, vai viņiem ir pārbaudīts koronavīruss, vai viņiem ir bijis kontakts ar inficētiem cilvēkiem un vai viņiem ir diagnosticēts Covid-19. (Aptaujā var piedalīties tikai uzņēmuma amerikāņu klienti.) 23andMe cer darbā pieņemt simtiem tūkstošu savu klientu, ieskaitot tos, kuriem diagnosticēts Covid-19, kuri ir pārbaudījuši negatīvus, kuriem ir gripai līdzīgi simptomi, bet kuri tiek pārbaudīti līdz šim. neizturēja, kā arī inficēto ģimenes locekļi. Cilvēkiem, kuru testa rezultāti ir pozitīvi, tiks veikta papildu aptauja par slimības smagumu, simptomu izpausmēm un to, vai viņi ir ievietoti slimnīcā. Par to stāstīja uzņēmuma galvenais zinātnieks Ādams Autons,kas vada jaunu Covid-19 pētījumu. Visi dalībnieki katru mēnesi tiks uzaicināti uz jaunu aptauju ar papildu jautājumiem, ļaujot 23andMe identificēt jaunus gadījumus respondentu vidū.
Reklāmas video:
Ja uzņēmums savāc pietiekami daudz reakciju no cilvēkiem, kas inficēti ar Covid-19, tā pētījumu grupa veiks statistisko analīzi ar nosaukumu Ģenomu plaša asociācijas meklēšana (GWAS). Šo metodi plaši izmanto ģenētiskajā izpētē. GWAS laikā cilvēki tiek sadalīti dažādās grupās, mūsu gadījumā, visticamāk, pamatojoties uz simptomiem. Pēc tam tiek noskenēti viņu DNS dati, lai noskaidrotu, vai noteiktas ģenētiskā koda viena burta variācijas ir raksturīgākas cilvēkiem ar noteiktiem simptomiem. Ja tas notiek pietiekami bieži, ar zināmu noteiktību var teikt, ka šādas variācijas ir saistītas ar šiem simptomiem.
Ir grūti paredzēt, kuri gēni tiks atrasti šo DNS meklēšanas ekspedīciju laikā. Bet daudzi no viņiem, visticamāk, ir atrodami tajās genoma daļās, kas ir atbildīgas par ķermeņa imūno reakciju, saka Maikls Sniedrs, kurš vada Stenfordas universitātes ģenētikas nodaļu un kam nav nekā kopīga ar 23andMe un tā pētījumiem. "Kopumā mēs zinām, ka ģenētika ietekmē vīrusu infekcijas gaitu," viņš saka. - Tajā nav nekas negaidīts, jo vēsturiskās attīstības procesā cilvēki dažādos vides apstākļos tika pakļauti diezgan specifiskiem patogēniem. Ir jēga, ka dažādiem cilvēkiem ir atšķirīga imūnsistēma.” (Jāsaka, ka pārāk aizsargājoša reakcija, kas pazīstama kā hipercitokinēmija, ir izraisījusi daudz nāves gadījumu pacientiem ar netipisku pneimoniju.ka hipercitokinēmija ir arī dažu nāves gadījumu iemesls jauniešiem ar Covid-19.)
Vēl viens potenciāls kandidāts ir ACE2 receptora gēns. Tas atrodas uz plaušu un citu cilvēka šūnu virsmas un ir molekulārā pāreja, caur kuru SARS-CoV-2 nonāk ķermenī. Nelielas izmaiņas šajā gēnā var atvieglot vai grūtāk nokļūt caur noteiktiem receptoriem. Turklāt lomu var spēlēt arī izmaiņas genoma reģionā, kas ieslēdz vai izslēdz ACE2 receptoru. Ja gēni ir mazāk aktīvi, cilvēka šūnas rada mazāk receptoru, padarot vīrusu grūtāk iekarojamu.
Ir pāragri spekulēt par gēnu lomu Kovid-19 slimības iznākuma noteikšanā, saka Snyders. Bet viņš ir gatavs derēt, ka projekti, piemēram, 23andMe īstenotie, visticamāk, nesniegs vienu ģenētisko variantu, kas izlemj, vai persona atradīsies intensīvā terapijā vai nē. “Es būtu pārsteigts, ja viņiem šķiet kaut kas tikpat saistošs kā BRCA,” saka Snyders, atsaucoties uz vienu no spēcīgākajiem zinātnieku atklātajiem vēža pareģotājiem. BRCA gēnu mutācijas četrkāršo cilvēka iespējas saslimt ar noteiktām krūts vēža formām.
Lieta ir tāda, ka genoma mēroga asociācijas meklēšana ir skaitļu spēle. Tas ir labākais veids, kā noteikt mutācijas, kas atkārtojas un atkārtojas visā populācijā, katrai no tām tikai ļoti maz ietekmējot cilvēka uzņēmību pret slimībām. Un tā kā genoma mēroga asociācijas meklēšana parasti balstās uz ierobežotu ģenētisko datu kopumu, tādu kā 23andMe apkopotie dati (statisks 600 000 genoma atrašanās vietu skats), šos izplatītos variantus ir vieglāk noteikt nekā retus.
Tomēr ļoti reti sastopamas mutācijas, iespējams, ir Covid-19 galējās iedarbības cēlonis, saka Stefans Čepmens, pulmonologs, kurš strādā kā pētnieks Oksfordas universitātes Cilvēka ģenētikas centrā un nav iesaistīts projektā 23andMe. 2000. gadu vidū viņš veica pirmos baktēriju pneimonijas predispozīcijas ģenētiskos pētījumus un atklāja retas mutācijas imūnmedicētos gēnos, kas citādi veseliem bērniem un pieaugušajiem padarīja ļoti jutīgus pret konkrētas baktērijas nonākšanu organismā. Čepmenam ir aizdomas, ka tikpat reti sastopamas mutācijas, kas saistītas ar imūno funkciju un reakciju uz iekaisumu, tiek ievietotas ICU gultās jauniem, veseliem cilvēkiem, kuriem nav citu riska faktoru. “Manuprāt, tas ir nopietns GWAS trūkums,viņš saka. "Genoma mēroga asociācijas meklējumos netiek ņemtas vērā šīs retās, slimību izraisošās mutācijas."
Lai tos atrastu, jāveic nestandarta pacientu asins analīzes un visu viņu genomu secība. Ja mēs atšifrēsim jauna pieauguša cilvēka DNS, kurš ir savienots ar mākslīgo plaušu ventilāciju, iespējams, ka būs iespējams atklāt unikālu ģenētisko noslieci uz Covid-19. No otras puses, vecāku cilvēku DNS, kuriem ir diagnosticēts koronavīruss un Covid-19, bet kuriem nav simptomu, var būt aizsargājošas mutācijas, kas aizsargā pret smagākajām slimības formām.
Vairāk nekā 90 šādi secības projekti jau notiek zinātniskajās laboratorijās visā pasaulē, un zinātnieki steidz izprast slimību, no kuras visā pasaulē ir miruši vairāk nekā 76 000 cilvēku. Daži no projektiem ir ilgtermiņa ģenētiski pētījumi populācijā, kuros ilgstoši piedalās tūkstošiem brīvprātīgo. Islandes uzņēmums DeCODE Genetics, kas gadu desmitiem vāc datus par 364 000 šīs salu valsts iedzīvotāju genomu un veselību, saņēma valdības atļauju publicēt Covid-19 testu rezultātus. Ir arī jauni pētījumi, kas veikti tikai starp Covid-19 pacientiem. Lai apvienotu visus ģenētiskos datus no dažādām pētniecības grupām,Helsinku universitātes zinātnieki nesen izveidoja klīringa māju ar nosaukumu Covid-19 nesēju ģenētika. Tā kā parādās vairāk datu, statistika kļūst pārliecinošāka un ticamāka, un tajā pašā laikā palielinās cerība, ka var atrast mutācijas, kas var mainīt jaunas slimības ietekmi uz cilvēku, kā arī cilvēces cīņas procesu pret to.
Bet diez vai ir vērts gaidīt, ka tuvākajā laikā mēs saņemsim ģenētisko rezultātu karti par jutīgumu pret Covid-19. Čepmens saka, ka, iespējams, šie pētījumi nespēs identificēt uzņēmīgus cilvēkus, pamatojoties uz viņu DNS. Drīzāk mēs vienkārši iegūsim labāku izpratni par molekulārajiem ceļiem, pa kuriem izceļas vissmagākās Covid-19 formas. “Šī ir pilnīgi jauna un postoša cilvēku slimība, un mums steidzami jāsaprot tās bioloģija,” skaidro Čepmens. Izolējot gēnus, kas regulē dažādas imūnās atbildes, tas palīdzēs noteikt, kas tieši jāārstē ar jaunām zālēm, un ārsti varēs mērķtiecīgāk un konkrētāk vērsties pie atsevišķu pacientu ārstēšanas. “GWAS un visa genoma sekvencēšana šeit var spēlēt ļoti vērtīgu lomu,” atzīmē Čepmens.
Vecumam, iepriekšējām veselības problēmām, agrīnai pārbaudei un kvalitatīvai aprūpei būs galvenā nozīme, lai noteiktu, kurš izdzīvos un kurš mirs no Covid-19. Bet arī DNS, iespējams, spēlē lomu slimības iznākuma ietekmēšanā. Un šeit mums vēl ir daudz ko mācīties un uzzināt.
Megana MOLTENI