Вич и цитокиновый шторм
Чтобы получить более полное представление о патофизиологии SARS-CoV-2, ученые провели геномный анализ и дополнили его другими биоинформатическими исследованиями. В результате была установлена связь трех генов MAPT, CCR5 и PIGN с риском заболеть коронавирусом в средней или в тяжелой форме. Поскольку MAPT также связан с развитием деменции, не исключено, что изменения в этом гене оказывают влияние и на постковидные последствия для здоровья человека.
Новые данные помогут по-другому взглянуть на патогенез болезни и ее последствий. А также позволят определить потенциальные терапевтические мишени для лечения от COVID-19.
Уже известный ученым ген CCR5 кодирует цитокиновый рецептор, который в доковидную эпоху показал связь с ВИЧ-инфекцией. Было установлено, что блокировка этого рецептора позволяет взять вирус иммунодефицита человека под контроль и снизить его распространение в организме. В случае с COVID-19 ген с высокой вероятностью влияет на каскад воспалительных процессов, которые составляют основу постковидного синдрома. Предполагается, что блокировка цитокинового рецептора CCR5 позволит использовать для лечения COVID-19 ранее разработанные таргетные препараты, которые на данный момент находятся в стадии клинических испытаний.
Белок как лазейка
Ген MAPT кодирует важнейший белок тау в нервной системе, давший название целому классу таупатий — нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера. В мозге многих пожилых людей тау-белок приводит к образованию неорганизованных клубков (нейрофибриллов и глиофибриллярных клубков) и повреждению содержащих их нейронов. Тау-белок также влияет на риски развития аутоиммунных заболеваний, на увеличение массы тела и остеоартрит. Кроме того, выяснилось, что в клетки с нарушениями формирования тау-белка легче проникает коронавирус, что и способствует повреждению мозга и нервов. В работе установлено, что тау-ген MAPT важен для определения индивидуальных рисков тяжелого и затяжного COVID-19, в том числе и с неврологическими последствиями.
Ученые также выявили связанные с коронавирусом особенности гена PIGN. Мутации этого гена приводят к дефекту биосинтеза белка — гликозилфосфатидилинозитола (GPI), что вызывает заболевания мышц, нарушения развития мозга и гипотонию (понижение артериального давления). В норме GPI необходим для прикрепления белков к мембранам клеток — как снаружи, так и изнутри. Лабораторный анализ клеток, зараженных SARS-CoV-2 и тремя сезонными штаммами коронавируса (HCoV-OC43, HCoV-NL63 и HCoV-229E), показал, что без биосинтеза якоря GPI этим вирусам в организме не выжить. Ученые предполагают, что временное выключение функции гена PIGN может окончательно уничтожить коронавирус.
Комментарий эксперта
«Анализ ДНК позволяет учесть унаследованные варианты генов и назначить персонализированную (в соответствии с индивидуальным генотипом) программу терапии, — поясняет профессор Университета Джорджа Мейсона, доктор биологических наук Анча Баранова — Это особенно важно в условиях распространения COVID-19 и многоликого постковидного состояния, после которого человеку необходима реабилитация. Надеемся, наше исследование приблизит момент полной победы над коронавирусом».