Studiul leagă presiuni evolutive antice de riscul sever al COVID-19
Fiecare dată când un virus invadează o persoană, acesta se ciocnește de mii de ani de istorie umană.
O cercetare realizată de cercetători de la USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences și Howard University sugerează că unele gene implicate în răspunsul imun al organismului de astăzi poartă semnele unor bătălii antice cu boli infecțioase.
Studiul a identificat, de asemenea, variante genetice rare care ar putea ajuta la explicarea de ce unii oameni au dezvoltat forme mai severe de COVID-19 decât alții. Descoperirile conectează două domenii care sunt rareori studiate împreună: evoluția umană și bolile infecțioase. Prin combinarea acestor domenii, cercetătorii au descoperit indicii care ar fi putut fi ratate prin studierea fiecărui domeniu în parte.
Cercetarea a urmărit istoria evolutivă a patru gene ale sistemului imunitar, care au fost anterior asociate cu boli respiratorii sau inflamatorii, în diverse populații de pe glob. Echipa de cercetare a examinat apoi dacă modificările acestor gene erau legate de COVID-19 sever în aproape 4.000 de persoane din Italia, folosind datele din studiul italian GEN-COVID.
Michael Campbell, profesor asociat de științe biologice la USC Dornsife și autor principal al studiului, subliniază că înțelegerea modului în care evoluția a modelat sistemul imunitar de-a lungul miilor de ani oferă o nouă perspectivă asupra motivelor pentru care oamenii răspund diferit la boli în prezent.
SARS-CoV-2, coronavirusul care provoacă COVID-19, poate fi nou, dar sistemul imunitar pe care l-a întâlnit nu este. Genele noastre imune au fost modelate de mii de generații de întâlniri cu agenți patogeni. Înțelegerea istoriei evolutive a genelor imune poate oferi indicii despre de ce oamenii răspund diferit la bolile infecțioase în prezent.
Pentru a explora această istorie, cercetătorii de la USC Dornsife și Howard au colaborat cu colegi de la universitățile Yale și Columbia pentru a analiza patru gene care ajută la reglarea răspunsului imun al organismului – IL-4, TLR2, CCL2 și SLC11A1. Folosind date genetice de la peste 2.000 de persoane din populații din Africa, Europa și Asia, au căutat semne că evoluția a favorizat anumite versiuni ale acestor gene de-a lungul timpului, lăsând semne durabile în genomul uman.
Echipa a găsit dovezi că toate cele patru gene au fost modelate de selecția naturală, dar nu în același mod peste tot. Versiuni diferite ale genelor erau mai frecvente în diverse populații, sugerând că bolile infecțioase și alte presiuni de mediu ar fi putut modela evoluția umană diferit în întreaga lume.
Unele dintre aceste variante genetice au fost, de asemenea, identificate în ADN-ul neanderthalilor sau al denisovanilor, rude umane dispărute care au trăit acum zeci de mii de ani. În unele cazuri, asemănările reflectă probabil ADN-ul moștenit de la un strămoș comun. În alte situații, acestea indică o încrucișare antică între oamenii moderni și acești rudenți dispăruți.
Campbell a menționat că aceste schimbări evolutive s-au întâmplat cu siguranță cu mult înainte de apariția coronavirusului. „Semnalele pe care le-am găsit nu au fost create de COVID-19”, a declarat el. „Ele reflectă presiuni evolutive mult mai vechi, probabil din bolile infecțioase cu care s-au confruntat strămoșii noștri de-a lungul a mii de ani.”
Cercetătorii au abordat apoi o altă întrebare: ar putea unele dintre aceste gene imune să ajute la explicarea gravității COVID-19?
Folosind informații genetice și clinice de la aproape 4.000 de persoane din Italia care au fost testate pozitiv pentru COVID-19, cercetătorii au identificat două modificări rare în gena TLR2. Una dintre acestea a fost găsită mai frecvent în rândul pacienților COVID-19 care primiseră anterior un transplant de organ decât în rândul altor pacienți COVID-19. Cealaltă a fost asociată cu forme mai severe de COVID-19, sugerând că ar putea contribui la diferențele în modul în care devin grav bolnavi unii oameni.
Spre deosebire de variantele genetice comune, modelate de evoluție de-a lungul a mii de ani, aceste variante TLR2 erau rare și par a fi mutații genetice mult mai recente.
Pentru că persoanele care au primit transplanturi de organe sunt deja cunoscute că se confruntă cu un risc mai ridicat de COVID-19 sever, descoperirea sugerează că o variantă TLR2 ar putea fi un factor ce influențează acel risc crescut. Totuși, cercetătorii afirmă că sunt necesare mai multe studii pentru a determina dacă aceasta este situația.
Cercetătorii subliniază, de asemenea, că descoperirile legate de COVID-19 ar trebui interpretate cu precauție. Asocierile genetice vor trebui confirmate în populații independente mai mari și validate prin studii de laborator. Aceștia notează, de asemenea, necesitatea de a include populații genetic diverse în studiile viitoare pentru a înțelege mai bine riscul de boală la nivel mondial.
Prin identificarea genelor imune modelate de boli infecțioase antice, cum ar fi TLR2, oamenii de știință ar putea obține noi indicii despre baza biologică a susceptibilității la boli infecțioase.
„Patogenii cu care s-au confruntat strămoșii noștri acum mii de ani au ajutat la modelarea sistemului imunitar pe care îl purtăm astăzi”, a subliniat Campbell. „Prin urmărirea acelei istorii evolutive, putem înțelege mai bine de ce oamenii răspund diferit la bolile infecțioase astăzi și putem identifica căi biologice care ar putea informa noi strategii pentru prevenirea și tratamentul bolilor.”
