В 1996 году иммунолог Билл Пэкстон открыл, что у 1% людей встречается генетическая мутация, которая не позволяет вирусу иммунодефицита прикрепляться к поверхности белых кровяных телец. В последующие десятилетия ученые разработали антиретровирусный препарат под названием Маравирок, который симулирует эффект этой генетической мутации, что радикально изменило подход к лечению ВИЧ. Стало возможным контролировать вирус в организме.
Благодаря этому открытию в дальнейшем появилось новое направление в медицине, которое предусматривает изучение случаев необычной реакции на вирус — либо чрезвычайно устойчивой, либо крайне уязвимой. На основе таких случаев тестируют новые подходы к лечению.
Джейсон Боб, генетик из Медицинского института им. Айкана в Нью-Йорке, большую часть минувшего десятилетия посвятил изучению людей, необычно устойчивых к различного рода заболеваниям: от сердечно-сосудистых до болезни Лайма. В первую волну пандемии коронавируса он сразу же принялся искать целые семьи, которые тяжело переносили коронавирусную инфекцию, но у которых хотя бы один человек болел бессимптомно.
В прошлом подобный поиск растянулся бы на годы или даже десятилетия. Но современный цифровой мир предлагает, например, возможность найти людей, которые оказались неуязвимыми в пик эпидемии ВИЧ. Джейсон Боб находит участников исследования в тематических группах в Facebook.
В ближайшее время он надеется секвенировать полный геном людей, устойчивых к Covid-19, и выяснить, есть ли общие мутации, которые помогли не заразиться вирусом.
Люди с иммунитетом к вирусу
Идея в том, чтобы найти людей, которые подверглись воздействию вируса, но при этом их тесты оказались отрицательными. Определенные результаты есть уже сейчас. В частности, установлена связь между нулевой группой крови с отрицательным резусом и сложностью протекания заболевания.
Также ученые допускают, что у людей с определенным типом крови могут быть естественные антитела, способные распознавать некоторые особенности вируса. Но природа этой связи до конца не выяснена.
Майана Зац, руководитель Центра по исследованию генома в Университете Сан-Паулу, нашла около ста семей, в которых один человек болел ковидом, но при этом кто-то из родителей не заболевал. Сейчас бразильские ученые исследуют этих людей в надежде обнаружить генетические маркеры, свидетельствующие об устойчивости к заболеванию. Задача в том, чтобы выяснить, почему некоторые люди, подвергаясь воздействию вируса, не заражаются.
«Это встречается достаточно часто, — объясняет Зац. — У нас есть примерно тысяча писем от людей, которые рассказали о подобных случаях».
Сейчас Университет Сан-Паулу изучает геномы 12 человек в возрасте 100+, которые перенесли коронавирус в легкой форме. Среди них 114-летняя женщина, которая считается старейшим человеком в мире, излечившимся от Covid-19. Несмотря на то, что вирус особенно не щадил людей старшего поколения, организмы некоторых оказались устойчивы к инфекции. И теперь эти люди могут помочь ученым найти способы защитить других во время будущих пандемий.
По другую сторону спектра
Других генетиков больше интересуют случаи, когда заболевание переносится крайне тяжело. В последние несколько месяцев удалось отчасти выяснить, почему вирус Sars-CoV-2 может быть настолько смертоносным.
Рокфеллеровский университет в Нью-Йорке уже 20 лет изучает вопрос, почему некоторые люди склонны в тяжелой форме переносить даже относительно изученные вирусы — такие, как герпес или сезонный грипп.
В 1960-х годах было открыто, что в клетках организма присутствует сигнальная система, которая сообщает всему организму о проникновении вируса. Инфицированная клетка выделяет за свои пределы белок под названием интерферон I типа. Таким образом все остальные клетки получают сигнал о вирусе, и организм готовит ресурсы для борьбы с ним. Но иногда из-за генетических недостатков в этой системе возникают сбои.
В 2015 году генетики из Рокфеллеровского университета у здоровых в целом людей обнаружили мутации, которые приводят к развитию тяжелой формы пневмонии даже от обычного гриппа. Эти мутации блокируют сигнальную систему, и вирус развивается в организме намного быстрее.
Такой механизм также играет определенную роль в том, что некоторые люди значительно уязвимы к Covid-19.
Аутоантитела
У 10% людей есть т. н. аутоантитела, которые организм вырабатывает сам. Они присоединяются к белкам интерферона, высвобождаемым клетками, и убирают их из кровеносной системы прежде, чем весь остальной организм получает сигнал тревоги.
Игнасио Санс, иммунолог из Эморийского университета, говорит, что другие исследования также подтверждают, что аутоантитела играют ключевую роль в тяжелых случаях Covid-19. Они блокируют способность организма защищаться от вирусов.
Есть подтверждения того, что организмы многих пациентов с тяжелой формой заболевания производят необычно большое количество аутоантител.
В лечении людей, у которых есть определенная генетическая мутация, блокирующая естественную реакцию интерферона, могут применяться инъекции интерферона I типа либо в качестве профилактической меры, либо на начальных стадиях болезни.
Во время тестирования такого лечения на трех пациентах результаты оказались положительными: у всех заболевание протекало в легкой форме.
Банки крови и гены
Ученые сотрудничают с банками крови по всему миру, чтобы выяснить, насколько у населения в целом распространены аутоантитела, действующие против интерферона I типа. Если окажется, что этот процент достаточно высокий, могут быть разработаны тесты для выявления людей из группы риска.
Но аутоантитела и мутации, которые напрямую блокируют интерферон, обнаруживаются лишь в 14% случаев, когда пациенты чрезвычайно уязвимы к вирусу. Оставшиеся 86%, как объясняют исследователи, уязвимы из-за генетических связей, которые непосредственно проявляются во время заражения.
Очень небольшая группа людей тяжело переносит вирусы из-за наличия мутации в одном основном гене, как считает Алессандра Реньери, профессор генетики из Университета Сиены. Большинство пациентов заболевают по более сложной модели, когда множество генов взаимодействуют друг с другом, чем и обусловлена восприимчивость к инфекции Covid-19.
Комбинация 5 генов
Исследователи из Университета Эдинбурга изучили геномы 2700 пациентов из Великобритании, оказавшихся в отделениях интенсивной терапии. Их данные сравнили с данными здоровых волонтеров. Оказалось, что у людей, склонных к заражению коронавирусом, есть пять генов, которые связаны с интерфероновой реакцией и восприимчивостью к легочной инфекции.
Наличие такой комбинации позволяет вирусу беспрепятственно распространяться в организме и повреждать легкие.
Ученые считают, что эти открытия изменят алгоритм оказания первой помощи во время будущих пандемий. В частности, считается, что Барицитиниб, противовоспалительный препарат, который обычно применяется при ревматоидном артрите, может быть эффективным средством от Covid-19. Он сдерживает активность как минимум одного из генов, из-за которых возникает легочное воспаление. В декабре прошлого года клинические исследования показали, что Барицитиниб в сочетании с антивирусным препаратом Remedesiver снижает время, необходимое для полного выздоровления.
В дальнейшем ученые из университетов Рокфеллера и Эдинбурга планируют провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, почему вирус поражает в целом здоровых людей.
По материалам ИноСМИ
