Geny, które wpływają na przebieg COVID-19. Odkrycie z udziałem Polki wyjaśnia, dlaczego we Włoszech i Hiszpanii umiera najwięcej osób

Spośród wszystkich krajów naszego kontynentu Włochy i Hiszpania znajdują się w czołówce państw, w których jest najwięcej osób aktualnie zarażonych i tych, które nie przeżyły infekcji.

Według naukowców do krytycznej sytuacji przyczyniły się tam specyficzne warunki, takie jak styl życia oparty na częstych i bliskich relacjach społecznych i duży odsetek osób starszych.

Włochy to kraj, w którym grupa seniorów jest największa w Europie – osoby w wieku powyżej 65 lat stanowią 22,6 proc. całkowitej liczby ludności. Ma też najmniej ludzi młodych, którzy stanowią zaledwie 13,4 procent populacji. Natomiast Hiszpania należy do krajów, w których grupa osób w podeszłym wieku powiększa się w największym tempie. Jest tam 19,2 proc. osób powyżej 65. r.ż., a 14,6 proc. stanowią ci do 14. roku życia.

To jednak nie jest pełny obraz sytuacji – najnowsze badania pokazują, że podatność na chorobę od koronawirusa jest zapisana w genach, a sam patogen może też z czasem stawać się bardziej groźny.

W poszukiwaniu odpowiedzi na to pytanie naukowcy postanowili poddać analizie geny 2 tys. mieszkańców Włoch i Hiszpanii, którzy zachorowały na COVID-19.

Na podstawie wielkoskalowych badań całego ludzkiego genomu odkryto, że przebieg choroby może być zależny od genów zlokalizowanych w tzw. krótkim ramieniu trzeciego chromosomu.

Według uzyskanych wyników, które zaprezentowano na łamach „New England Journal of Medicine” do 6 wytypowanych genów predysponujących do ciężkiego przebiegu infekcji SARS-CoV-2 należą SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6 oraz XCR1.

W międzynarodowym zespole, który może pochwalić się tym okryciem, pracuje dr Karolina Chwiałkowska, biotechnolog z Centrum Bioinformatyki i Analizy Danych Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku i członek zespołu firmy IMAGENE.ME. Stworzyła ona kompletne badanie DNA, które umożliwi identyfikację osób najbardziej zagrożonych powikłaniami COVID-19. Częścią systemu będzie aplikacja „Asystent Zdrowia i Życia” w pierwszej kolejności dostępna w Polsce.

U osób zamieszkujących basen Morza Śródziemnego stosunkowo częsta jest też jednak mutacja genu G6PD kodującego enzym dehydrogenazę glukozo-6-fosforanową. Jest on niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania czerwonych krwinek, których defekty są nowo odkrytą przyczyną ciężkiego przebiegu zakażenia koronawirusem.

Enzym G6P chroni czerwone krwinki przed uszkodzeniami, ponieważ umożliwia zachodzącą w nich produkcję związków neutralizujących wolne rodniki. Jego niedobór skutkuje nagromadzeniem tych niszczycielskich cząstek i uszkodzeniami czerwonych krwinek, których rolą jest przenoszenie tlenu do komórek. Efektem jest niedotlenienie tkanek. To wyjaśnia, dlaczego niski poziom tlenu we krwi jest stwierdzany nawet u pacjentów bez objawów takich jak duszności, które wynikają zazwyczaj z dysfunkcji płuc.

Mutacja genu G6PD występuje średnio u 1,1 proc. mieszkańców Włoch, ale w niektórych regionach kraju jest częstsza i wynosi nawet 25-33 procent, np. w Sardynii ma ją 10-15 proc. ludzi (w Polsce to 0,1 proc.).

Obecność defektu genu G6PD nie tylko zwiększa podatność na zarażenie się SARS-CoV-2, ale też przyczynia się do ciężkiego przebiegu infekcji COVID-19.

Koronawirus SARS-CoV-2 ulega regularnym mutacjom, które zmieniają jego właściwości. Świat obiegły m.in. wieści, że u grupy pacjentów liczącej zaledwie 11 osób z samego Wuhan wykryto koronawirusa występującego w 33 mutacjach. Już w marcu 2020 roku naukowcy z Pekinu donosili natomiast o rozprzestrzenianiu się po świecie dwóch typów wirusa – „S” oraz nowszy „L”, który stał się bardziej rozpowszechniony. To z kolei wskazuje, że jest on bardziej agresywny.

Koronawirus mutuje co ok. 15 dni, ale znaczenie tych zmian obejmujących jego geny nie było wcześniej w pełni doceniane. Według doniesień z Uniwersytetu Zhejiang w Chinach zmiany genów wirusa te są tak rzadkie, że do tej pory nie uznawano, że mogą kiedykolwiek występować.

Obecnie na świecie wykryto ponad 10 tysięcy szczepów koronawirusa SARS-CoV-2, które zawierają przeszło 4300 mutacji. Są to przy tym liczby znacznie zaniżone, ponieważ badań dokonywano w standardowy i pobieżny sposób.

Niektóre z mutacji mogą prowadzić do powstawania szczepów koronawirusa, które są bardziej śmiercionośne od poprzedników. Te najgroźniejsze produkują nawet 270 razy większy ładunek wirusa (czyli liczbę ich cząstek) niż te najmniej zjadliwe i powodują najszybszą śmierć komórek ludzkich.

To właśnie takie mutacje są najczęściej wykrywane u pacjentów w Europie, podczas gdy w Stanach Zjednoczonych przeważają mniej zakażające wersje wirusa, choć pierwotnie pochodził on z naszego kontynentu. Nie należy przy tym zapominać, że koronawirus dotarł do innych części świata, w tym również do Polski, właśnie poprzez Włochy.

Badacze podkreślają, że ze względu na różnice w genach koronawirusa na różnych obszarach geograficznych COVID-19 nie może być traktowany jak jedna choroba. Objawy powinny być leczone odpowiednio do typu szczepu, którym zaraził się dany pacjent.

WHO: Nie można wykluczyć możliwości transmisji powietrznej koronawirusa. Eskpert prof. Benedetta Allegranzi, World Helath Organization