Tokom pandemije COVID-19, klinički spektar primećen među ljudima zaraženim SARS-CoV-2 kretao se od asimptomatskog prenosa do smrti. Istraživači Instituta Pasteur, CNRS i College de France, u saradnji sa istraživačima širom sveta, istražili su obim i pokretače razlika u imunološkim odgovorima na SARS-CoV-2 među populacijama iz Centralne Afrike, Zapadne Evrope i Istočne Azije.
Oni pokazuju da latentna infekcija citomegalovirusom i ljudski genetski faktori, vođeni prirodnom selekcijom, doprinose populacijskim razlikama u imunološkom odgovoru na SARS-CoV-2 i težini COVID-19. Razumevanje faktora koji leže u osnovi takvih razlika u populaciji moglo bi pomoći da se poboljša upravljanje pacijentima u budućim epidemijama.
Ovi rezultati su objavljeni 9. avgusta 2023. u časopisu Nature.
Jedinica za humanu evolucionu genetiku Instituta Pasteur, koju vodi Lluis Kuintana-Murci, istražuje kako se ljudska populacija razlikuje u svom imunološkom odgovoru na infekciju. Ove razlike mogu biti rezultat različitih izloženosti životnoj sredini ili prošlosti populacije, uključujući prirodnu selekciju, oblikujući obrasce genetske raznolikosti ljudskih grupa.
U ovoj studiji, naučnici su istraživali obim i uzroke dispariteta u odgovorima na virus SARS-CoV-2, fokusirajući se na populacije različitih geografskih i etničkih grupa.
Tokom pandemije COVID-19, virus SARS-CoV-2 izazvao je širok spektar kliničkih manifestacija, od asimptomatske infekcije do fatalne bolesti. Iako poodmaklo doba ostaje primarni faktor rizika, muški pol, komorbiditeti i različiti ljudski genetski i imunološki faktori takođe doprinose ozbiljnosti bolesti. Da bi proučavali varijacije u imunološkim odgovorima na SARS-CoV-2 među ljudskim populacijama, naučnici su izložili virusu imunska krvna zrnca 222 zdrava donatora iz centralne Afrike, zapadne Evrope i istočne Azije.
Jednoćelijsko RNK sekvenciranje je korišćeno za analizu SARS-CoV-2 odgovora 22 tipa krvnih ćelija. Ovi podaci su zatim kombinovani sa serološkim i genetskim informacijama prikupljenim od istih pojedinaca, što je omogućilo da se proceni stepen dispariteta između populacija u smislu njihovog imunološkog odgovora na SARS-CoV-2 i da se identifikuju faktori koji doprinose tome.
Naučnici su identifikovali oko 900 gena koji različito reaguju na SARS-CoV-2 između populacija. Koristeći statističke genetičke analize, oni pokazuju da su ovi dispariteti uglavnom posledica varijacija u ćelijskom sastavu krvi: proporcija svakog tipa ćelije se razlikuje od jedne populacije do druge.
Znamo da na sastav krvnih zrnaca mogu uticati faktori okoline kao što je izloženost citomegalovirusu (ljudska infekcija iz porodice herpesa, koja je obično bezopasna) i prevalencija citomegalovirusa uveliko varira među populacijama: Centralnoafrikanci imaju 99% seropozitivnosti, za razliku od samo 50% u Istočnoj Aziji i 32% u Evropljanima. Tim je otkrio da će okruženje pojedinca, posebno latentna infekcija citomegalovirusom, uticati na odgovor imunih ćelija na SARS-CoV-2.
Štaviše, naučnici su identifikovali oko 1.200 ljudskih gena čija je ekspresija kao odgovor na SARS-CoV-2 pod kontrolom ljudskih genetskih faktora, a učestalost alela koji regulišu ove gene može da varira između proučavanih populacija. Koristeći pristupe populacione genetike, oni su identifikovali ponavljajuće događaje selekcije koji ciljaju na gene uključene u antivirusne funkcije.
„Znamo da su infektivni agensi imali snažan uticaj na ljudski opstanak i vršili ogromne selektivne pritiske koji su oblikovali genetske varijacije populacije. Pokazujemo da je prošla prirodna selekcija uticala na sadašnji imuni odgovor na SARS-CoV-2, posebno kod ljudi iz istočne Azije. predaka, kod kojih su koronavirusi stvarali jake selektivne pritiske pre oko 25.000 godina“, objašnjava Maksim Rotival, istraživač u Jedinici za evolucionu genetiku čoveka Instituta Pasteur i poslednji autor studije.
Između 1,5% i 2% genoma Evropljana i Azijata je neandertalskog porekla. Sve je više dokaza o povezanosti između neandertalskog porekla i današnjeg imuniteta na infekcije. Upoređujući 1.200 gena identifikovanih sa genomom neandertalca, naučnici su otkrili desetine gena koji menjaju antivirusne mehanizme i rezultat su drevne introgresije između neandertalaca i modernih ljudi (Homo sapiens).
„Prethodne studije su pokazale vezu između nekih gena identifikovanih u našoj studiji i ozbiljnosti COVID-19. Naša sveobuhvatna studija zasnovana na populaciji naglašava direktan uticaj genetskih varijanti koje upravljaju imunološkim odgovorima na SARS-CoV-2 na ozbiljnost COVID-19. Takođe uspostavlja veze između prošlih evolucionih događaja, kao što su prirodna selekcija ili primesa neandertalaca, i trenutnih razlika u populaciji u imunološkim odgovorima i riziku od bolesti“, objašnjava Kuintana-Murci, koji je takođe profesor na College de France i ko- poslednji autor studije.
„Identifikovanjem preciznih ćelijskih i molekularnih puteva genetskih varijanti povezanih sa ozbiljnošću COVID-19, ova studija otvara put strategijama precizne medicine koje bi mogle ili identifikovati visokorizične pojedince ili olakšati razvoj novih tretmana“, dodaje Darragh Duffi, Šef Odeljenja za translacionu imunologiju Instituta Pasteur.
