Wśród kluczowych zagadek pandemii Covid-19 jest pytanie o przyczyny, dla których bardzo ciężko chorują czasem osoby względnie młode i nieobarczone chorobami współistniejącymi. Rosyjscy naukowcy odkryli genetyczne uwarunkowania, które mogą odpowiadać za poważny przebieg choroby Covid-19. Piszą o tym na łamach czasopisma "Frontiers in Immunology". Ich badania wskazują na to, że kluczem może być tzw. komórkowa odpowiedź immunologiczna.
Jeden z mechanizmów obronnych organizmu, właśnie komórkową odpowiedź immunologiczną, zawdzięczamy limfocytom T, które reagują na specyficzne antygeny na powierzchni zainfekowanych komórek i przystępują do ich niszczenia. Ta reakcja zależna jest jednak od tego, czy antygeny wirusa zostaną odpowiednio na powierzchni komórki przedstawione. Proces ich przedstawienia zależy z kolei od białek układu zgodności tkankowej HLA-I. Ten układ jest genetycznie uwarunkowany, dziedziczymy go po rodzicach.
Gdy organizm zostaje zaatakowany przez wirusy, białka systemu HLA przenoszą fragmenty białek wirusa na powierzchnię komórek. Jeśli dany układ białek HLA dobrze sobie z koronawirusem radzi, limfocyty T znajdą i zniszczą zainfekowane komórki szybko. Jeśli reakcja jest słaba, dana osoba jest podatna na ciężką postać Covid-19.
Naukowcy z National Research University Higher School of Economics, Pirogov Russian National Research Medical University i Filatov City Clinical Hospital w Moskwie opracowali model analizujący, czy u danej osoby układ HLA korzystnie reaguje na białka koronawirusa, czy nie. Analiza kilkuset przypadków chorych na Covid-19 pacjentów z Moskwy i Madrytu pokazała, że na tej podstawie można z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć, kto jest zagrożony szczególnie ciężkim przebiegiem infekcji. Takie analizy do tej pory były istotne przy przeszczepach tkanek. Teraz mogą pomóc skutecznie leczyć zakażonych koronawirusem, którzy są najbardziej zagrożeni.
Model, wykorzystujący techniki uczenia maszynowego, ocenia u każdej osoby potencjalną siłę reakcji limfocytów T na koronawirusa. Jeśli zestaw białek HLA (ludzkich antygenów leukocytarnych) umożliwia efektywną prezentację peptydów koronawirusa, danej osobie przypisuje się niskie ryzyko, a jeśli prezentacja jest słaba, wysokie (w skali od 0 do 100).
Autorzy przetestowali model najpierw na genomach 100 osób, które ciężko przeszły Covid-19 i grupie kontrolnej ponad 400 zdrowych osób. Dodatkowo sprawdzono go na grupie pacjentów z Madrytu. Okazało się, że faktycznie u osób, które ciężko przechodziły Covid-19, wskazywane przez model ryzyko było zdecydowanie wyższe, niż u tych, których objawy były umiarkowane lub łagodne.
Prócz wskazania korelacji między genotypem danej osoby i prawdopodobieństwem ciężkiego przebiegu Covid-19, nasz model może też pomóc w ocenie ryzyka związanego z nowymi mutacjami wirusa SARS-Cov-2. Powinniśmy być w stanie odkryć grupy pacjentów, u których infekcja nową odmianą koronawirusa może okazać się szczególnie groźna - mówi jeden z autorów pracy, Alexander Tonevitsky z HSE Faculty of Biology and Biotechnology.