Исследование, недавно опубликованное в ведущем журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) , показывает, как специфический поток генов от неандертальцев может действовать как обоюдоострый меч, увеличивая риск развития тяжелой коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19), и в то же время снизить риск заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).
Во время продолжающейся пандемии COVID-19 было проведено множество фундаментальных исследований для выявления существенных факторов риска тяжелых форм заболевания. С генетической точки зрения тяжесть COVID-19 может быть связана с хромосомой 3 и, в частности, с участком генома, который кодирует хемокиновые рецепторы, которые действуют как медиаторы различных клеточных ответов.
Предыдущие исследования показали, что эти специфические генетические факторы риска были введены в современное человеческое население примерно от 50 до 70 тысяч лет назад от вымершего вида архаичных людей, известных как неандертальцы.
Несмотря на то, что нет прямых доказательств положительного отбора по этой группе генов, унаследованных вместе от одного родителя (также известной как гаплотип), мы увидели, что ее частота увеличилась со времени последнего ледникового максимума.
Сегодня этот набор генов необычайно распространен и распространен, частота носителей достигает от 16% до 50% на Европейском континенте и в Южной Азии соответственно. Следовательно, очень интересно рассмотреть, может ли оно иметь определенные благоприятные черты.
«Этот основной генетический фактор риска для COVID-19 настолько распространен, что я начал задаваться вопросом, действительно ли он может быть полезен для чего-то, например, для обеспечения защиты от другого инфекционного заболевания», — говорит автор статьи Хьюго Зеберг из Института Макса Планка. Эволюционная антропология в Лейпциге (Германия) и Каролинский институт в Стокгольме (Швеция).
Многие гены хемокиновых рецепторов, обнаруженные на хромосоме 3, в частности, CCR1, CCR2, CCR3, CCR5, CCR9, CXCR6 и XCR1, расположены в пределах 0,55 мегабаз от генетического варианта, что, вероятно, создает риск развития тяжелой формы COVID-19.
Один из этих рецепторов участвует в процессе инфицирования ВИЧ, так как позволяет вирусу проникать в лейкоциты человека, а также распространяться от клетки к клетке. Этот рецептор известен как CCR5 и в основном функционирует как корецептор наряду с основным рецептором CD4. И поскольку те люди, которые несут основной генетический фактор риска для COVID-19, имеют более низкие уровни CCR5 (наряду с CCR3 и CXCR6), доктор Зеберг предположил, что у них также может быть более низкая распространенность ВИЧ-инфекции.
Используя данные об экспрессии в цельной крови примерно 30 тысяч человек, д-р Зеберг первоначально обнаружил, что все вышеупомянутые гены рецепторов хемокинов (за исключением XCR1) по-разному экспрессируются в тех, которые несут вариант риска, с пониженной экспрессией для все гены, кроме CCR9.
В этой статье он также провел метаанализ трех крупнейших доступных в настоящее время биобанков: Мичиганской инициативы по геномике, Британского биобанка и FinnGen. Эти когорты включают 591 европейца с ВИЧ-инфекцией, а также 667 215 человек из контрольной группы.
Вкратце, его основной вывод заключался в том, что у носителей аллеля риска COVID-19 хромосомы 3 риск заражения ВИЧ снижен на 27% — без какой-либо обнаруживаемой гетерогенности в анализируемых когортах.
Тем не менее, поскольку распространение ВИЧ произошло в 20 -м веке, защита от этого специфического вируса не может оправдать распространение вариантов генетического риска COVID-19 среди людей еще десять тысяч лет назад.
«Теперь мы знаем, что этот рискованный вариант COVID-19 обеспечивает защиту от ВИЧ. Но, вероятно, это была защита от еще одной болезни, частота которой увеличилась после последнего ледникового периода», — подчеркивает доктор Зеберг.
Оспа может быть вероятным кандидатом, поскольку возбудитель натуральной оспы появился более десяти тысяч лет назад. Yersinia pestis , бактериальный возбудитель чумы, также может быть рассмотрен, хотя этот вид возник позже (т. е. примерно семь тысяч лет назад).
В любом случае, этот генетический вариант — обоюдоострый меч: он имел трагические последствия в течение последних двух лет, пока бушевала пандемия COVID-19, но, с другой стороны, обеспечивал существенную защиту от ВИЧ в течение последних сорока лет. Его роль в прошлых и будущих пандемиях еще предстоит выяснить.