Найден вариант гена, удваивающий риск смерти от COVID-19
Ученые утверждают, что нейтрализовать этот риск помогает вакцинация.
Исследователи определили версию гена, которая усиливает риск тяжелого течения болезни COVID-19 и удваивает риск смерти от этого заболевания для людей моложе 60 лет.
Ген LZTFL1 участвует в регуляции клеток легких в ответ на инфекцию. В присутствии опасной версии этого гена, клетки, выстилающие легкие, похоже, меньше защищают себя от заражения коронавирусом SARS-CoV-2.
Версия гена, повышающая риск COVID-19, присутствует у 60 процентов людей южноазиатского происхождения, 15 процентов людей европейского происхождения, 2,4 процента людей африканского происхождения и 1,8 процента людей восточноазиатского происхождения.
Как отмечают исследователи, на то, как человек будет переносить коронавирусную инфекцию, влияет множество факторов, включая возраст, состояние здоровья и качество медицинской помощи, однако опасная версия гена LZTFL1, похоже, оказывает наиболее заметное влияние.
В своем исследовании ученые сравнили геномы группы пациентов с тяжелой формой COVID-19, определяемой как пациенты с респираторной недостаточностью, с геномами контрольной группы участников, у которых либо не было доказательств инфекции, либо в анамнезе определялась инфекция с легкими симптомами. Это исследование выявило набор генов, которые были более распространены у пациентов с тяжелым поражением, чем в контрольной группе.
Но выяснить, какой из этих генов на самом деле связан с повышенным риском, было непросто, отмечает Джим Хьюз, профессор генной регуляции в Оксфордском университете, который был одним из руководителей исследования. По словам Хьюза, вариации в генах часто наследуются в виде блока, что затрудняет понимание того, какая конкретная вариация отвечает за результат. И хотя генетические последовательности присутствуют в каждой клетке тела, они влияют только на несколько типов клеток.
В дополнение генетические последовательности, которые пытались понять исследователи, не были простыми и понятными генами, которые обеспечивают основу для белка. Напротив, они представляли собой энхансеры — некодирующие последовательности, которые регулируют экспрессию других генов. По словам Хьюза, энхансер чем-то похож на переключатель, включающий, выключающий, повышающий и понижающий гены-мишени в разное время в разных тканях.
Чтобы разгадать проблему, исследователи обратились к машинному обучению, которое может делать прогнозы о функции энхансера и типе клеток, в которых он функционирует, на основе последовательности ДНК. Этот подход искусственного интеллекта осветил один конкретный усилитель.
Исследователи ожидали, что их рискованная последовательность энхансера будет действовать на близлежащие гены иммунной системы, но в итоге они обнаружили, что она действовала на клетки легких.
Следующим шагом было выяснить, какой ген контролирует энхансер. Исследователи использовали технику под названием Micro Capture-C, которая позволяет чрезвычайно детально отображать клубок ДНК внутри ядра клетки. Они обнаружили, что энхансер контактировал только с одним геном: LZTFL1.
Раньше LZTFL1 не был хорошо изучен, но предыдущие исследования позволили немного узнать о кодируемом им белке, который участвует в сложной серии передачи сигналов и коммуникации при заживлении ран. В контексте инфекции и воспаления низкие уровни LZTFL1 способствуют переходу определенных специализированных клеток легких в более уязвимое состояние.
Исследование показало, что ген уменьшает способность клеток легких восстанавливать поврежденные ткани и потерянные клетки, что замедляет процесс выздоровления и приводит к повышенной смертности от коронавируса.
По словам Хьюза, открытие важности LZTFL1 может привести к новым исследованиям в области лечения COVID-19. Однако он уверен, что вакцинация полностью нейтрализует эффект этого гена.
