Una nueva investigación identifica más de 1,000 genes relacionados con el COVID-19 grave
Investigadores de la Universidad de Sheffield y la Universidad de Stanford en los EE. UU. han descubierto que hay señales genéticas específicas en las personas que desarrollan una infección grave por coronavirus.
Se sabe que la edad, el índice de masa corporal y los problemas de salud preexistentes explican algunas de las disparidades, pero la genética también juega un papel importante. Esta investigación pionera tuvo como objetivo abordar por qué algunas personas con COVID-19 se enferman gravemente o mueren, mientras que otras tienen pocos síntomas, si es que tienen alguno.
Utilizando el aprendizaje automático, investigadores de la Universidad de Sheffield y Stanford Medicine han identificado más de 1000 genes relacionados con el desarrollo de casos graves de COVID-19 que requirieron asistencia respiratoria o fueron fatales. El equipo también pudo identificar tipos específicos de células en las que actúan esos genes. Es uno de los primeros estudios en vincular los genes asociados con el coronavirus a funciones biológicas específicas.
El Dr. Johnathan Cooper-Knock, profesor clínico del NIHR en el Departamento de Neurociencia de la Universidad de Sheffield y coautor del estudio, dice que «durante la investigación descubrimos la arquitectura genética subyacente a la infección por coronavirus y descubrimos que estos 1000 genes representan para las tres cuartas partes de los impulsores genéticos de la COVID-19 grave. Esto es importante para comprender por qué algunas personas han tenido síntomas más graves de la COVID-19 que otras».
El estudio, publicado en la revista Cell Systems, fue dirigido por el autor principal, el profesor Michael P Snyder de la Universidad de Stanford, en colaboración con el instructor de genética, el Dr. Sai Zhang, y el neurocientífico Dr. Cooper-Knock, quien actualmente es un académico visitante de Stanford.
el proceso de investigacion
El equipo de investigación utilizó varios conjuntos de datos de gran tamaño para descomprimir la genética detrás del COVID-19 grave. El primer conjunto de datos contenía información genética de tejido pulmonar humano sano. Los datos ayudaron a identificar la expresión génica en 19 tipos diferentes de células pulmonares, incluidas las células epiteliales que recubren el tracto respiratorio y son la primera defensa contra la infección.
Otros datos provinieron de la Iniciativa de genética del huésped COVID-19, uno de los estudios genéticos más grandes de pacientes con coronavirus en estado crítico. Los investigadores buscaron pistas genéticas en los datos (mutaciones de ADN, llamadas polimorfismos de un solo nucleótido) que podrían indicar si alguien tiene un mayor riesgo de COVID-19 grave. Rastrearon si algunas mutaciones ocurrieron con mayor o menor frecuencia en pacientes con COVID-19 con enfermedad grave.
Las mutaciones que continuaron apareciendo, o estuvieron notablemente ausentes, en los pacientes que desarrollaron COVID-19 grave sugirieron que esas variaciones podrían estar detrás de la gravedad de la infección.
Pero las mutaciones genéticas por sí solas pueden ser difíciles de interpretar. Para comprender mejor sus hallazgos, el equipo utilizó otros datos que describen qué regiones del genoma son importantes para los diferentes tipos de células dentro del tejido pulmonar. Al superponer las mutaciones en los genomas específicos de las células, los investigadores pudieron identificar qué genes estaban funcionando mal y dentro de qué tipos de células.
Genes de riesgo
Los investigadores también querían saber qué tipos de células albergaban una expresión génica defectuosa. A través de su herramienta de aprendizaje automático, determinaron que la COVID-19 grave está asociada en gran medida con una respuesta debilitada de dos células inmunitarias bien conocidas: las células asesinas naturales (NK) y las células T. Las células NK y un subtipo llamado ‘CD56 bright’ se consideran las más importantes.
El Dr. Cooper-Knock agregó que «las células NK, con las que nacen los humanos y son la primera línea de defensa del cuerpo contra las infecciones, son conocidas por su capacidad para destruir virus y células cancerosas. Las células NK también ayudan a producir una variedad de proteínas del sistema inmunitario. llamados citoquinas. Una citoquina, el interferón gamma, es un activador clave de las células inmunitarias. Actuando en conjunto con el interferón gamma, las células NK montan una defensa inmediata y coordinada contra las infecciones virales».
«Las células NK son como los generales que dirigen la guerra. Movilizan otras células inmunitarias y les dicen adónde ir y qué hacer. Descubrimos que en las personas con una infección grave por coronavirus, los genes críticos de las células NK se expresan menos, por lo que hay menos respuesta inmunológica robusta. La célula no está haciendo lo que se supone que debe hacer».
El profesor Snyder comparó los genes de riesgo de COVID-19 con variantes dañinas de los genes BRCA que predisponen a algunas personas al cáncer de mama y de ovario. Snyder dice que sus «hallazgos sientan las bases para una prueba genética que puede predecir quién nace con un mayor riesgo de COVID-19 grave».
«Imagínese que hay 1000 cambios en el ADN vinculados a una COVID-19 grave. Si tiene 585 de estos cambios, eso podría hacerlo bastante susceptible y querrá tomar todas las precauciones necesarias».
El Dr. Cooper-Knock también señaló que ya se han propuesto medicamentos que reactivan las células NK lentas para tratar algunos tipos de cáncer. «Los medicamentos se unen a los receptores de las células NK y provocan que tengan una respuesta más sólida», dijo. «Se están realizando ensayos de infusiones de células NK para casos graves de COVID-19».
