РИА Новости

Ковид, генетика и иммунитет. Почему кто-то болеет бессимптомно, а кто-то попадает в больницу. Объясняет молекулярный биолог

Как генетические особенности человека влияют на течение COVID-19. Ученые всего мира изучают, почему у кого-то болезнь проходит бессимптомно, а кто-то оказывается в больнице. На днях в одном из самых авторитетных журналов Nature опубликовали статью, в которой описывают масштабное исследование с участием 2244 пациентов из 208 отделений интенсивной терапии Великобритании. Молекулярный биолог и вирусолог Асель Мусабекова рассказывает о выводах, к которым пришли ученые.

Об авторе: Асель Мусабекова — PhD — молекулярный биолог и вирусолог, научный популяризатор. Окончила бакалавриат в Университете Йорка (Великобритания) по специальности «Генетика» и магистратуру в ЕНУ им Л.Гумилева (биотехнология). Защитила PhD в Университете Страсбурга (Франция) в 2019 году в лаборатории, которая открыла ключевые механизмы врожденного иммунитета (Нобелевская премия Жюля Оффмана 2011 года). Прошла интенсивный месячный курс по вакцинологии в Институте Пастера (Париж) от ведущих специалистов по вакциноуправляемым инфекциям.

Несмотря на «ускоренные» успехи в разработке вакцин против SARS-СoV-2, страх перед этой инфекцией всё ещё есть. Опасения не напрасны, ведь каждый день мы открываем всё новые особенности этого вируса.

С самого начала эпидемии ученые и врачи заметили, что у части пациентов инфекция протекает очень легко, а для многих даже и вовсе незаметно. Но некоторым, а это около 10% заразившихся, не так везет. Безусловно, сейчас мы можем отчасти предугадать, как поведет себя вирус: главным образом по клинической картине, поэтому так важно вести дневник симптомов. Однако, иммунологов беспокоит вопрос того, какие механизмы ответственны за эту кардинальную разницу в поведении вируса.

Здесь не лишним будет напомнить о факторах риска: диабет, сердечно-сосудистые заболевания, почечная недостаточность, ожирение, астма; при таких болячках болезнь с большей вероятностью перейдет в тяжелую форму. Почему? Ответ неоднозначен, но, скорее всего, дело в том, что организм таких пациентов уже находится в состоянии хронического воспаления. То есть, иммунная система уже заряжена и гиперактивирована, следовательно, осложнения в виде цитокинового шторма могут начаться раньше и требуют меньшего триггера. Пример: жировая ткань, которую наша иммунная система воспринимает как красную тряпку и постоянно тратит ресурсы, реагируя на нее.

Чем не повод, наконец, заняться спортом?

Другое дело, когда мы говорим о молодых физически здоровых людях, которые с виду не имеют никаких предпосылок для осложнений. И, тем не менее, тяжелые формы COVID-19 встречаются и среди них. Тогда мы можем задать резонный вопрос: есть ли какие-то генетические особенности иммунной системы, которые могут нам помочь?

Накануне была опубликована статья в одном из самых авторитетных журналов Nature, в которой описывается масштабное исследование с участием 2244 пациентов из 208 отделений интенсивной терапии Великобритании. В этом исследовании сравниваются геномы (весь набор генов) пациентов с тяжелым течением COVID-19 с контрольными данными британского биобанка — более 100 000 контрольных геномов!

Идея не новая. Генетические механизмы играют важную роль в предрасположенности к тяжелому течению вирусных инфекций. Широко известны, например, различия между мужчинами и женщинами.

Да-да, «сильному» полу не зря так плохо даже при обычном ОРВИ.

Знакомы и специфические гены, которые помогают быстро справиться с вирусом гриппа. Здесь отмечают две группы генов: первая отвечает за системное хроническое воспаление, описанное выше, и вторая группа — механизмы врожденного иммунитета, главным образом влияющие на выработку интерферона.

Что такое врожденный иммунитет? В нашем организме существуют два основных типа иммунного ответа: эволюционно более древний, врожденный, и приобретенный (или адаптивный) иммунитет. Врожденный иммунный ответ быстр, но неспецифичен — это первая линия атаки, иммунная линия фронта. Приобретенный (в котором главную роль играют В и Т лимфоциты) — вооружен против конкретного противника. Его точечные агенты — антитела и специальные снайперы — убийцы зараженных вирусом клеток не только настроены против конкретного преступника, они его помнят всю свою (длинную или короткую) жизнь, таким образом обеспечивая механизмы иммунной памяти.

В нашем теле ежесекундно происходят атаки чужаков: вирусов, бактерий, паразитов, а также постоянно образуются раковые клетки.

Вы поранились, и на место пореза сразу бегут клеточки и молекулы для заживления. Большая часть из этих чужаков отступает уже на этапе врожденного иммунитета. Стражи порядка в виде клеток, а в большей степени молекул, постоянно отбиваются от нападения, и благодаря им адаптивный ответ часто оказывается не нужен. А когда он нужен, они посылают сигналы опасности и плакаты «Особо опасен» с портретом противника.

Во время PhD я четыре года работала в лаборатории, которая открыла некоторые из главных механизмов врожденного иммунитета, за что профессор Жюль Хоффманн совместно с другими коллегами получил Нобелевскую премию в 2011 году. Я работала с мушками Дрозофилами, делала им наноинъекции вирусов и отслеживала, какие гены важны в распознавании одних вирусов от других.

Причем тут мухи? Как я уже говорила, врожденный иммунитет — более древний тип иммунного ответа. А значит, он есть даже у насекомых, у которых отсутствует кровеносная система. Чудесным образом молекулы, отвечающие за врожденный иммунитет у мух и у человека, очень похожи. Очевидный пример — Toll, за открытие которого Хоффманн и получил заветную премию. Для ученых врожденный иммунитет оставался загадкой вплоть до этого открытия. Прекрасные свойства мух в качестве модели для исследований — простота в обращении, их дешевизна, быстрота жизненного цикла, а главное, наше знание об их генах, позволяют нам более эффективно изучать механизмы врожденного иммунитета.

Во время работы над диссертацией мне было важно понять, какие гены в мухах ответственны за распознавание вирусных РНК, и какие из этих генов также присутствуют в человеке и могут выполнять похожую функцию там.

Зачем нам это знать? Дело в том, что гениальность вирусов состоит в их простоте. Если у бактерий есть крайне иммуногенная клеточная стенка, распознав и сломав которую можно справиться с большинством из них, то вирус — генетическая информация в упаковке из белка (и иногда жиров). В наших собственных клетках тоже полным-полно ДНК, РНК и белков.

Как же понять, что вирус — это чужое?

Оказывается, у генетической информации вирусов есть определенные структурные различия. Например, РНК в виде двойной спирали или циклическая форма молекулы — структуры, которых не встретишь в обычной, не зараженной вирусом клетке. Примечательно, что некогда казавшийся более простым врожденный иммунитет здесь играет главную роль. Да, реакция его не специфична к конкретному вирусу, но может распознать его РНК и ДНК, вовремя подать сигнал и даже порезать его на кусочки.

Так вот, если вернуться к клиническому исследованию, опубликованному вчера, то именно эти механизмы — распознавания и реакции на коронавирусную РНК, и различаются у тяжелых больных и остального населения!

Как проводилось исследование? Метод называется Genome wide association studies — изучение геномных ассоциаций. Берется ДНК пациентов, расшифровывается полный геном, и определяются участки ДНК, где мы находим основные различия между двумя группами. При выборе контрольных данных ученые учли наличие хронических заболеваний и других сопутствующих патологий, то есть, особенностью пациентов по сравнению с контрольной группой является только тяжелое течение при Ковид-19.

Это сложное по исполнению исследование (поэтому так много авторов), которое сочетает в себе сбор клинического материала, секвенирование с высокой пропускной способностью, плюс сложнейшие биоинформатические вычисления.

Почему такие исследования важны? Они приоткрывают завесу тайны в изучении генетических предпосылок иммунного ответа, а это даст возможность не только изменить подход к диагностике, зная заранее, как вероятно поведет себя иммунная система конкретного пациента, но и поможет персонализировать подход в лечении инфекций. Некоторые из известных нам зарегистрированных лекарств уже предлагаются в качестве кандидатов на изучение в рамках клинических испытаний.

Именно такие исследования приведут нас в будущем к настоящей персонализированной медицине.

Кстати, о ней. Не путать с интегративной медициной, или чем-то еще из Инстаграм-пабликов с хорошим дизайном и отсутствием науки, где вам предложат узнать все ваши предрасположенности с помощью каких-то волшебных машин и загадочных волн. Нет, персонализированный подход такой, как это исследование — трудоемкий и сложный, основанный на конкретных данных и осторожных расчетах. И такими исследованиями мы становимся к нему чуть ближе. Глядишь, и вакцина в скором времени может не понадобиться!

 

Текст: Vласть

При поддержке Медиасети

Похожие материалы

4
Опрос по умолчанию

Вам понравился наш плагин?

AFP

В Лос-Анджелесе автомобиль въехал в толпу. Пострадали около 30 человек

В Лос-Анджелесе как минимум 28 человек получили травмы после того, как автомобиль въехал в толпу. Об этом сообщает CNN со ссылкой на пожарную службу города.

По данным Департамента пожарной службы Лос-Анджелеса (LAFD), инцидент произошел около 2:00 ночи по местному времени на улице Санта-Моника, недалеко от ночного клуба.

Семь человек находятся в критическом состоянии, еще шестеро — в тяжелом. Все пострадавшие были доставлены в больницы и травматологические центры, передает BBC.

Капитан пожарной службы Адам ВанГерпен сообщил, что у одного из пострадавших — огнестрельное ранение. По предварительным данным, этот человек может быть водителем автомобиля, однако официально эту информацию пока не подтвердили. Очевидцы также рассказали, что слышали выстрелы. Полиция начала расследование, причины произошедшего пока не установлены.

По словам ВанГерпена, большинство пострадавших — женщины, стоявшие в очереди перед клубом.


Подписывайтесь на наш Telegram-канал @newsmakerlive. Там оперативно появляется все, что важно знать прямо сейчас о Молдове и регионе.



Хотите поддержать то, что мы делаем?

Вы можете внести вклад в качественную журналистику, поддержав нас единоразово через систему E-commerce от банка maib или оформить ежемесячную подписку на Patreon! Так вы станете частью изменения Молдовы к лучшему. Благодаря вашей поддержке мы сможем реализовывать еще больше новых и важных проектов и оставаться независимыми. Независимо от того, как вы нас поддержите, вы получите небольшой подарок. Переходите по ссылке, чтобы стать нашим соучастником. Это не сложно и даже приятно.

Поддержи NewsMaker!

Больше нет статей для показа
4
Опрос по умолчанию

Вам понравился наш плагин?

x
x

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: