SARS-COV-2 coronavirus er lumsk og mystisk. Symptomene på sykdommen han forårsaker er varierte, og portrettet av hans typiske offer er slett ikke så åpenbart som det virket før. 23andMe kommer til å bruke sin unike genetiske database for å identifisere en mulig kobling mellom pasienters DNA og sårbarhet for viruset.
SARS-COV-2-koronaviruset, som først dukket opp i fjor i Kina, er en aggressor for like muligheter. Hvis du er et menneske, vil han trenge gjennom deg. Det ser ut til at viruset smitter mennesker på samme måte uansett alder, rase eller kjønn. Dette er logisk, siden dette er et helt nytt patogen som ingen har immunitet fra.
Men den virusforårsakede Covid-19-sykdommen er mer uforutsigbar i sine manifestasjoner. Svært få mennesker som er smittet blir faktisk syke. Pasienter har veldig forskjellige symptomer. Noen har høy feber og hoste. Noen har magekramper og diaré. Noen mister appetitten. Noen slutter å skille lukt. Noen klarer å overvinne sykdommen ved å sitte hjemme, innta mye væske og glede seg over TV-serier. Og noen havner på intensivavdeling, hvor mange rør er koblet til ham, som uten hell pumper luft inn i de syke lungene hans. Eldre med kroniske sykdommer og menn står for størstedelen av dødsfallene. Men ikke alltid. I USA er en stor prosentandel av de som er innlagt med alvorlige symptomer under 40 år. Barn, særlig spedbarn, er heller ikke hundre prosent beskyttet.
Forskere ser på spredte epidemiologiske data fra hotspots som Kina, Italia og USA for å forstå hva som forårsaket disse forskjellene. De ser etter kjennetegn og mønstre i alderen til pasienter, deres rase, kjønn, sosioøkonomiske status, atferd og tilgjengeligheten av medisinske tjenester for dem. Nå graver de dypere og prøver å finne ledetråder i DNA-et vårt.
Mandag lanserte 23andMe en ny studie for å identifisere genetiske forskjeller som kan forklare hvorfor personer med Covid-19 har så forskjellige reaksjoner på infeksjoner. Dette forbrukergenomikkfirmaet har sluttet seg til en rekke nye forskningsprosjekter som søker svar på det samme spørsmålet. Tidligere forskning viser at visse genvarianter setter mennesker i økt risiko når de får visse smittsomme sykdommer. Andre gir dem beskyttelse, for eksempel, en mutasjon i CCR5-genet, som gjør bæreren immun mot HIV. Det er for tidlig å si hvor betydelig DNA-beskyttelse mot Covid-19, eller omvendt, gjør en person sårbar. Imidlertid kan innhentet informasjon en dag brukes til å identifisere personer som er mer utsatt for smitte,så vel som for et målrettet søk etter nye medisiner og behandlinger.
"Vi vil forstå hvordan genene våre påvirker responsen vår på viruset," sa Joyce Tung, visepresident for forskning ved 23andMe. "Vi håper at ved å samle inn data fra personer som er testet og diagnostisert med Covid-19, vil vi kunne lære noe om de biologiske egenskapene til denne sykdommen og hjelpe det vitenskapelige samfunnet med å behandle pasienter mer vellykket."
Mens andre DNA-forskningsbedrifter har konvertert laboratoriene sine og nå tester folk for Covid, bestemte 23andMe seg for å bruke den unike eiendelen - en database med mer enn 10 millioner kunder, hvorav 80% har sagt ja til å bruke genetisk informasjon og andre til forskningsformål. data som de selv rapporterte. Selskapet har bygget denne databasen i flere år, noe som gjør det lettere å gjennomføre masseundersøkelser blant potensielle forskningsdeltakere. Som et resultat inkluderer hver genetiske profil hundrevis av fenotype opplysninger, for eksempel hvor mange sigaretter en klient har røkt i løpet av sin levetid og om noen av deres pårørende har hatt diabetes. Den enorme datamengden som selskapet har,lot henne begynne søket etter en kur og gjorde henne til en kraftig kilde til informasjon innen genetisk forskning.
Den siste undersøkelsen, publisert på 23andMe-klientportalen, inneholder spørsmål om hvor en person bor, hvilke sosiale distansetiltak de følger, om de er testet for coronavirus, har hatt kontakt med smittede mennesker, og om de har fått diagnosen Covid-19. (Bare amerikanske kunder i selskapet kan delta i undersøkelsen.) 23andMe håper å rekruttere hundretusener av kundene til studien, inkludert de som er diagnostisert med Covid-19 som har testet negative, som har influensalignende symptomer, men som er testet så langt. ikke bestått, så vel som familiemedlemmer til de smittede. For personer som tester positivt, vil det bli utført en ekstra undersøkelse om alvorlighetsgraden av sykdommen, manifestasjonen av symptomer og om de er lagt inn på sykehus. Dette ble fortalt av sjefforskeren i selskapet Adam Auton,som leder en ny Covid-19-studie. Alle deltakere vil bli invitert hver måned til en ny undersøkelse med flere spørsmål, slik at 23andMe vil kunne identifisere nye tilfeller blant respondentene.
Salgsfremmende video:
Hvis selskapet samler inn nok svar fra personer smittet med Covid-19, vil forskerteamet utføre en statistisk analyse kalt Genome-Wide Association Search (GWAS). Denne metoden er mye brukt i genetisk forskning. Under GWAS er mennesker delt inn i forskjellige grupper, i vårt tilfelle, mest sannsynlig, basert på symptomer. Deres DNA-data blir deretter skannet for å se om visse variasjoner med en enkelt bokstav i den genetiske koden er mer vanlig blant personer med visse symptomer. Hvis dette skjer ofte nok, kan det sies med en viss grad av sikkerhet at slike variasjoner er assosiert med disse symptomene.
Det er vanskelig å forutsi hvilke gener som vil bli funnet under disse DNA-søkekspedisjonene. Men mange av dem er sannsynligvis å finne i de delene av genomet som er ansvarlige for kroppens immunrespons, sier Michael Snyder, som leder instituttet for genetikk ved Stanford University og har ingenting å gjøre med 23andMe og dens forskning. Generelt sett vet vi at genetikk påvirker løpet av en virusinfeksjon, sier han. - Det er ikke noe uventet i dette, siden mennesker i forskjellige miljøforhold i prosessen med historisk utvikling ble utsatt for ganske spesifikke patogener. Det er fornuftig at forskjellige mennesker har forskjellige immunforsvar.” (Det må sies at en overbeskyttende reaksjon, kjent som hypercytokinemia, har forårsaket mange dødsfall blant pasienter med atypisk lungebetennelse.at hypercytokinemia også er årsaken til noen dødsfall blant unge mennesker med Covid-19.)
En annen potensiell kandidat er et gen for ACE2-reseptoren. Det ligger på overflaten av lungene og andre menneskelige celler, og er den molekylære passasjen som SARS-CoV-2 kommer inn i kroppen gjennom. Små endringer i dette genet kan gjøre det enklere eller vanskeligere å komme seg gjennom visse reseptorer. I tillegg kan variasjoner i regionen av genomet som slår av eller på ACE2-reseptoren også spille en rolle. Hvis gener er mindre aktive, produserer menneskelige celler færre reseptorer, noe som gjør dem vanskeligere for viruset å ta tak i.
Det er for tidlig å spekulere i hvilken rolle gener spiller for å bestemme utfallet av Covid-19-sykdommen, sier Snyder. Men han er klar til å satse på at prosjekter som de som er implementert av 23andMe, neppe vil gi en eneste genetisk variant som bestemmer om en person vil være på intensivavdeling eller ikke. "Jeg vil bli overrasket om de finner noe så overbevisende som BRCA," sier Snyder og viser til en av de kraftigste prediktorene for kreft som forskere har funnet. Mutasjoner i BRCA-genene fordobler en persons sjanser for å utvikle visse former for brystkreft.
Poenget er at genomomfattende assosiasjonssøk er et tallspill. Det er den beste måten å oppdage mutasjoner som kommer igjen og dukker opp igjen i hele befolkningen, og hver har bare en veldig liten effekt på en persons mottakelighet for sykdom. Og siden et genomomfattende assosiasjonssøk vanligvis er basert på et begrenset sett med genetiske data, for eksempel det som er samlet inn av 23andMe (et statisk synspunkt på 600 000 genomplasser), er disse vanlige variantene lettere å identifisere enn sjeldne.
Imidlertid er det svært sjeldne mutasjoner som sannsynligvis vil være årsaken til den ekstreme eksponeringen for Covid-19, sier Stephen Chapman, en pulmonolog som jobber som forsker ved Centre for Human Genetics ved Oxford University og ikke er involvert i 23andMe-prosjektet. På midten av 2000-tallet gjennomførte han de første genetiske studiene av predisposisjon for bakteriell lungebetennelse og oppdaget sjeldne mutasjoner i immunmedierte gener som gjorde ellers friske barn og voksne svært utsatt for en bestemt bakterie som kom inn i kroppen. Chapman mistenker at like sjeldne mutasjoner involvert i immunfunksjon og respons på betennelse blir lagt til ICU-senger for unge, sunne mennesker som ikke har andre risikofaktorer. “Etter min mening er dette en alvorlig ulempe med GWAS,han sier. "Genomfattende foreningssøk overser disse sjeldne sykdomsfremkallende mutasjonene."
Å finne dem krever å ta blodprøver fra ikke-standardiserte pasienter og sekvensere hele genomene. Hvis vi dechifiserer DNAet til en ung voksen som er koblet til kunstig lungeventilasjon, er det mulig at det vil være mulig å avsløre en unik genetisk disposisjon for Covid-19. På den annen side kan DNA fra eldre mennesker som har blitt diagnostisert med coronavirus og Covid-19, men ingen symptomer, inneholde beskyttende mutasjoner som beskytter mot de alvorligste formene av sykdommen.
Mer enn 90 slike sekvenseringsprosjekter er allerede i gang i vitenskapelige laboratorier rundt om i verden, og forskere skynder seg å forstå sykdommen som mer enn 76 000 mennesker har omkommet over hele verden. Noen av prosjektene er langsiktige genetiske studier i befolkningen, der tusenvis av frivillige har deltatt i lang tid. Det islandske selskapet DeCODE Genetics, som har samlet inn data om genomene og helsen til 364 000 innbyggere i dette øylandet i flere tiår, fikk myndigheters tillatelse til å publisere resultatene av testene for Covid-19. Det er også utført nye studier eksklusivt blant Covid-19 pasienter. For å kombinere alle genetiske data fra forskjellige forskerteam,forskere fra University of Helsinki opprettet nylig et ryddesenter kalt Covid-19 Carrier Genetics. Etter hvert som flere data kommer frem, blir statistikken mer overbevisende og pålitelig, og samtidig øker håpet om at mutasjoner kan bli funnet som kan endre virkningen av en ny sykdom på en person, så vel som prosessen med menneskehetens kamp mot den.
Men det er neppe verdt å forvente at vi vil motta et genetisk målkort med mottakelighet for Covid-19 i løpet av en nær fremtid. Chapman sier det er sannsynlig at disse studiene ikke vil være i stand til å identifisere mottagelige personer basert på deres DNA. Snarere vil vi ganske enkelt få en bedre forståelse av molekylveiene gjennom hvilke de mest alvorlige formene av Covid-19 dukker opp. "Dette er en helt ny og ødeleggende menneskelig sykdom, og vi trenger raskt å forstå dens biologi," forklarer Chapman. Ved å isolere gener som regulerer forskjellige immunresponser, vil dette bidra til å bestemme hva som nøyaktig må behandles med nye medisiner, og leger vil være i stand til mer målrettet og spesifikt å nærme seg behandlingen av enkeltpasienter. "GWAS og sekvensering av hele genomene kan spille en veldig verdifull rolle her," konstaterer Chapman.
Alder, tidligere helseproblemer, tidlig testing og kvalitetspleie vil alle være sentrale for å avgjøre hvem som skal overleve og hvem som skal dø av Covid-19. Men DNA spiller sannsynligvis også en rolle i å påvirke utfallet av sykdommen. Og her har vi fortsatt mye å lære og finne ut.
Megan MOLTENI
