Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде и Университета Южной Калифорнии могут найти ответ на эту загадку.
В статье, опубликованной в журнале «Информатика в медицине разблокирована», исследователи впервые показывают, что наблюдаемая изменчивость COVID-19 может иметь молекулярные источники. Это открытие может помочь в разработке эффективных профилактических и терапевтических стратегий против болезни.
«Основываясь на биомаркерах и молекулярных профилях людей, можно надеяться на разработку более совершенных медицинских тестов для учета этих различий в мониторинге передачи вирусов и патологии болезней, которые помогут определить варианты смягчения и лечения», – сказал Сика Чжэн, доцент биомедицинских наук в Медицинская школа Калифорнийского университета в Риверсайде, руководившая исследованием.
Вирус SARS-CoV-2 захватывает человеческие молекулы-хозяева для слияния и репликации вируса, поражая клеточные функции человека. Эти человеческие молекулы-хозяева вместе называются генами-хозяевами SARS-CoV-2. Исследователи систематически анализировали экспрессию генов хозяина SARS-CoV-2, их вариации, а также возрастную и половую зависимость в человеческой популяции с использованием крупномасштабной геномики, транскриптомики и протеомики.
Сначала они обнаружили, что сходство экспрессии генов-хозяев обычно коррелирует с уязвимостью тканей к инфекции SARS-CoV-2.
Среди шести наиболее вариабельно экспрессируемых генов в популяции они идентифицировали ACE2, CLEC4G и CLEC4M, которые, как известно, взаимодействуют со спайковым белком SARS-CoV-2. Более высокая экспрессия этих генов, вероятно, увеличивает вероятность заражения и развития тяжелых симптомов. Другие вариабельные гены включают SLC27A2 и PKP2, которые, как известно, ингибируют репликацию вируса; и PTGS2, который опосредует реакцию на лихорадку.
Авторы также идентифицировали генетические варианты, связанные с вариабельной экспрессией этих генов.
По словам Чжэна, профили экспрессии этих маркерных генов могут помочь лучше классифицировать группы риска.
«Более комплексная оценка риска может лучше направлять раннюю стадию распространения вакцины», – сказал он. «Также могут быть разработаны тесты, включающие эти молекулярные маркеры, чтобы лучше отслеживать прогрессирование заболевания. Их также можно использовать для стратификации пациентов для оценки и, в конечном итоге, повышения эффективности лечения."
Помимо определения наиболее вариабельных генов-хозяев SARS-CoV-2, результаты исследования показывают, что генетические и множественные биологические факторы лежат в основе популяционной изменчивости инфекции SARS-CoV-2 и тяжести симптомов.
"Конечно, для этого потребуется подтверждение с дополнительными данными. Но результаты указывают на потенциальную ценность крупномасштабного проекта eQTL по профилированию генотипов и транскриптома пациентов с COVID-19 », – сказал Чжэн.
Затем исследователи планируют продолжить анализ крупномасштабных данных о генотипах и транскриптоме пациентов с COVID-19, когда они станут доступны, и уточнить результаты для более высокой ассоциации и точности.
Чжэн присоединился к исследованию Лян Чен из USC.
Гранты Национального института здоровья поддержали исследование.