covid 19: SARS-CoV-2-Infektion: Welche Rolle spielen Gene?

SARS-CoV-2 wird mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Person auf die Mitglieder ihres Haushalts übertragen. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2020 legt nahe, dass die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung von SARS-CoV-2 an Haushaltskontakte im Durchschnitt 16,9 % beträgt. In Haushalten, die sich aus der Person mit der Infektion und einem weiteren Kontakt zusammensetzen, erhöht sich diese jedoch auf 41,5%.

SARS-CoV-2-Infektion: Welche Rolle spielen Gene?

Manche Menschen entwickeln die Infektion jedoch auch nach längerem Kontakt mit Haushaltsmitgliedern, die sie haben, nicht. Dies deutet darauf hin, dass diese Menschen möglicherweise gegen eine SARS-CoV-2-Infektion resistent sind.

Genetische Faktoren spielen bekanntlich eine bedeutende Rolle bei der Bestimmung der Reaktion auf Infektionskrankheiten.

Eine kürzlich in Nature Immunology veröffentlichte Übersicht fasst aktuelle Erkenntnisse über genetische Faktoren zusammen, die die Variabilität der individuellen Reaktion auf eine SARS-CoV-2-Infektion erklären könnten. Insbesondere werden Gene beschrieben, die zu einer erhöhten Anfälligkeit für SARS-CoV-2 führen können, und solche, die möglicherweise Resistenz verleihen könnten.

Die Überprüfung wurde von Forschern verfasst, die am COVID Human Genetic Effort teilnehmen, einer internationalen Zusammenarbeit, die darauf abzielt, die genetischen und immunologischen Faktoren zu verstehen, die der SARS-CoV-2-Infektion zugrunde liegen.

Paul Bastard, Doktorand am Imagine Institute in Paris und Mitarbeiter des COVID Human Genetic Effort, erklärte gegenüber Medical News Today die Bedeutung der Identifizierung von Genen, die eine natürliche Resistenz gegen SARS-CoV-2 verleihen können:

„Dies wäre von großer Bedeutung, da es helfen könnte, die Wege im Kampf gegen COVID-19 zu identifizieren. Es könnte uns helfen, die Pathogenese von COVID-19 besser zu verstehen. Darüber hinaus könnte es möglicherweise zur Entwicklung neuer Therapeutika führen. “

Gene und Anfälligkeit für SARS-CoV-2

Frühere Studien haben gezeigt, dass der Besitz bestimmter genetischer Varianten die Anfälligkeit für Tuberkulose erhöhen kann. Diese Gene codieren im Allgemeinen Proteine, die an der Immunantwort beteiligt sind.

In ähnlicher Weise haben Wissenschaftler Mutationen in Genen gefunden, die an der Typ-1-Interferon-Reaktion bei Menschen mit schwerem COVID-19 beteiligt sind oder diese beeinflussen. Typ-1-Interferone sind wichtige chemische Botenstoffe des Immunsystems und entscheidend für unsere antivirale Reaktion.

Bestimmte Genvarianten können aber auch einen Menschen vor schweren Erkrankungen schützen und sogar Resistenz gegen eine Infektionskrankheit verleihen.

Zum Beispiel sind Menschen mit einer Mutation im Gen, das den CCR5-Rezeptor kodiert, von Natur aus gegen HIV-1 resistent. Der CCR5-Rezeptor bindet an Chemokine, eine Familie von Immunproteinen, und wird von HIV-1 verwendet, um in menschliche Zellen einzudringen und sich im Körper auszubreiten. Menschen mit einer CCR5-Genmutation exprimieren eine kürzere Version des CCR5-Proteins, wodurch verhindert wird, dass HIV in Zellen eindringt und diese infiziert.

Die Entdeckung dieser natürlichen Resistenz führte zur Entwicklung von Medikamenten, die den Rezeptor blockieren. Dieses Beispiel zeigt, wie die Charakterisierung von Genen, die natürliche Resistenz verleihen, die Entwicklung von Behandlungen für Infektionskrankheiten erleichtern kann.

Ebenso haben Wissenschaftler mehrere Kandidatengene identifiziert, die möglicherweise eine Resistenz gegen eine SARS-CoV-2-Infektion verleihen könnten.

SARS-CoV-2 dringt in menschliche Zellen ein, indem es an das Angiotensin-Converting-Enzym-2-Protein (ACE2) bindet, das auf der Oberfläche einer Vielzahl von Zellen exprimiert wird.

Eine aktuelle Preprint-Studie, die noch nicht begutachtet wurde, zeigte, dass eine seltene Genvariante, die sich in der Nähe des ACE2-Gens befindet, mit einem geringeren Risiko für eine SARS-CoV-2-Infektion und schwere Erkrankungen verbunden ist.

Darüber hinaus legt die Studie nahe, dass diese Schutzwirkungen aus der Fähigkeit des varianten Gens resultieren könnten, die ACE2-Expression zu reduzieren und somit möglicherweise den Eintritt von SARS-CoV-2 zu beeinflussen.

Andere Laborstudien haben menschliche Proteine ​​identifiziert, die mit SARS-CoV-2 interagieren und Prozesse erleichtern, die für eine Virusinfektion unerlässlich sind. Varianten dieser Gene könnten daher möglicherweise eine Resistenz gegen SARS-CoV-2 verleihen.

Identifizierung von Resistenzen gegen SARS-CoV-2-Infektionen

Die Charakterisierung von Genen, die eine Resistenz gegen SARS-CoV-2 verleihen, erfordert die Identifizierung von Personen mit einer natürlichen Resistenz gegen die Infektion. Allerdings gibt es einige große methodische Hürden.

Einer zeigt, dass sich eine Person in der Vergangenheit mit SARS-CoV-2 infiziert hat. Polymerase-Kettenreaktionstests (PCR) mit Nasenabstrichen oder anderen Atemwegsproben geben nur Informationen über die kürzliche Exposition gegenüber dem Virus. Während der Nachweis von Antikörpern in Plasmaproben Informationen über eine frühere SARS-CoV-2-Infektion liefern kann, weist ein kleiner Prozentsatz der Personen, die die Infektion hatten, keine nachweisbaren Antikörperspiegel auf.

Es kann auch schwierig sein, Personen, die dem Virus noch nie ausgesetzt waren, von Personen zu unterscheiden, die über eine natürliche Resistenz verfügen.

Die Autoren des Nature Immunology Reviews führen derzeit eine Studie durch, um Gene zu charakterisieren, die eine Resistenz gegen eine SARS-CoV-2-Infektion verleihen können, und schlagen eine Strategie vor, um diese Herausforderungen anzugehen.

Um Personen mit natürlicher Resistenz gegen eine SARS-CoV-2-Infektion zu identifizieren, beabsichtigen die Autoren, Teilnehmer aufzunehmen, die nicht an der Infektion leiden, aber ein Haushaltsmitglied, insbesondere einen Ehe- oder Lebenspartner, mit symptomatischer COVID-19 haben.

Sie beabsichtigen auch, Personen ohne die Infektion einzubeziehen, die in den ersten 3–5 Tagen ihrer Infektion ohne Schutzausrüstung Kontakt mit einer symptomatischen Person hatten.

Und zusätzlich zu PCR- und Antikörpertests schlagen sie vor, die T-Zell-Antworten der Teilnehmer zu bewerten.

Die Immunantwort auf eine SARS-CoV-2-Infektion ist durch die Produktion von Antikörpern und eine Reaktion von T-Zellen, einer Art weißer Blutkörperchen, gekennzeichnet. Das Fehlen einer virusspezifischen T-Zell-Antwort sowie negative PCR- und Antikörpertests könnten somit dazu beitragen, das Fehlen einer früheren SARS-CoV-2-Infektion zu bestätigen.

Nach der Analyse der Genome dieser Teilnehmer, um Gene zu identifizieren, die mit einer natürlichen Resistenz gegen eine SARS-CoV-2-Infektion in Verbindung stehen, werden die Autoren anschließende Studien durchführen, um die Rolle der Gene im Infektionsprozess zu bestimmen.