Recerca

Els gens poden determinar que algunes persones desenvolupin formes greus de COVID-19

Investigadors del Clínic-IDIBAPS han participat en un estudi internacional que descriu que la vulnerabilitat de certes persones al desenvolupament de formes clíniques greus en la infecció pel virus SARS-COV-2 pot estar influenciada per les seves característiques genètiques.

Imatge del virus SARS CoV-2 obtingut per microscopia elextrònica de transmissió. Crèdit: NIAID-RML.

El Dr. Javier Fernández, cap de l'UCI Hepàtica de l'Hospital Clínic i investigador de el grup Malalties hepàtiques cròniques: mecanismes moleculars i conseqüències clíniques és un dels coautors de l'estudi coordinat per genetistes de Noruega i Alemanya. En l'estudi, publicat a la revista New England Journal of Medicine (NEJM), hi han participat investigadors del CIBEREHD i del CIBERES a diferents hospitals espanyols: Hospital Universitari Donostia de Sant Sebastià (Luis Bujanda i Jesús Bañales), Hospital Universitario Ramón i Cajal de Madrid (Agustín Albillos), Hospital Vall d'Hebron (Maria Buti), Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla (Manuel Romero) i Hospital Universitario Ramón i Cajal de Madrid (David Jiménez). També han participat hospitals de la Llombardia, epicentre de la pandèmia a Itàlia.

Aquesta investigació indica que variants de dues regions del genoma humà s'associen amb un major risc de desenvolupar una fallada respiratòria en pacients amb infecció per SARS-COV-2. Una d'elles es localitza en el cromosoma 3 i pot afectar l'expressió de gens que afavoririen l'entrada de virus, així com la generació de la "tempesta de citoquines". La segona regió es localitza en el cromosoma 9, en concret en el gen que determina el grup sanguini de el sistema ABO. En aquest sentit, les dades van mostrar que tenir el grup sanguini A s'associa amb un 50% més de risc de necessitat de suport respiratori en cas d'infecció pel coronavirus. Per contra, posseir el grup sanguini 0 confereix un efecte protector enfront de el desenvolupament d'insuficiència respiratòria (35% menys de risc).

Els investigadors han intentat respondre a la pregunta de per què algunes persones són asimptomàtiques o presenten quadres lleus mentre altres desenvolupen quadres de gravetat en ser infectades pel virus SARS-COV-2. Segons expliquen els directors dels grups participants, "hem buscat la resposta en els gens i hem trobat una forta associació entre certes variants genètiques en els cromosomes 3 i 9 i la gravetat de la malaltia causada pel coronavirus".

Col·laboració entre els hospitals d'Espanya i Llombardia

En el pic de la pandèmia de COVID-19 a Itàlia i Espanya (març-abril de 2020), investigadors de diferents hospitals d'Espanya (Euskadi, Catalunya, Madrid i Andalusia) i d'Itàlia de la regió nord de la Llombardia van iniciar un projecte col·laboratiu, coordinat per experts genetistes de Noruega i Alemanya per determinar, en el menor temps possible, si hi ha una predisposició gènica que augmenti el risc de malaltia greu amb fallada pulmonar en la infecció per coronavirus.

Així, en només 3 setmanes es va aprovar el projecte pels comitès ètics de les institucions espanyoles i italianes participants i es van recollir mostres de sang de 1.610 pacients amb COVID-19 que necessitaven suport respiratori (oxigen o ventilació mecànica). Es va extreure ADN de les mostres de sang per estudiar al laboratori de Kiel (Alemanya) a prop de 9 milions de variants genètiques. Per a això es va comptar amb experts genetistes i bioinformàtics, així com amb la ràpida donació econòmica de filantrops noruecs.

Segons expliquen els investigadors participants, "es va disposar en menys de 2 mesos de tota la informació necessària per avaluar els resultats i comparar-los amb un grup control de 2.205 controls sans. Així, es va identificar una major freqüència de 26 variants genètiques en els pacients afectats per insuficiència respiratòria en comparació amb el grup control no infectat, i 2 d'elles en particular localitzades en els cromosomes 3 (rs11385942) i 9 (rs657152) van mostrar una potent associació amb la gravetat ".

La variant genètica del cromosoma 3 abasta una regió de regulació de sis gens que poden tenir funcions rellevants en la gravetat de la COVID-19. Tot i que els investigadors estimen que encara és prematur saber quin d'aquests gens podria influenciar el curs de la infecció, és ben sabut que el coronavirus s'uneix a la proteïna ACE2 en la superfície de les cèl·lules per entrar-hi. Un d'aquests 6 gens implicats interacciona amb la proteïna ACE2 i la s'estabilitza. A més, un altre d'aquests gens està relacionat amb la resposta immunològica inflamatòria en els pulmons en resposta a patògens.

Major freqüència en persones joves de la variant genètica

Val la pena ressaltar que la variant genètica identificar en el cromosoma 3 era més freqüent en persones més joves (mitjana de 59 anys), la qual cosa podria explicar, al menys en part, la gravetat de certs casos en aquest grup d'edat.

D'altra banda, la variant genètica identificada en el cromosoma 9 afecta el gen que determina el grup sanguini ABO. En aquest sentit, les dades van mostrar que el grup sanguini A s'associa amb un 50% més de risc de necessitar suport ventilatori en cas d'infecció pel coronavirus, mentre que el grup O confereix un efecte protector amb un 35% menys de risc de insuficiència respiratòria.

A més, la freqüència de les dues variants genètiques en els cromosomes 3 i 9 és significativament major en els pacients que van necessitar ventilació mecànica davant d'aquells en els quals únicament es va administrar oxigen, associació que va ser independent de l'edat i sexe dels pacients. Per tant, la presència d'aquestes variants genètiques predisposa al desenvolupament de formes greus d'insuficiència respiratòria durant la infecció per SARS-COV-2.

Identificació de població de risc de la COVID-19

Investigacions prèvies havien indicat que factors com l'edat i malalties cròniques com la diabetis i hipertensió, així com l'obesitat, augmenten el risc a desenvolupar casos greus de COVID-19. No obstant això, aquest estudi demostra la possibilitat d'identificar persones més vulnerables a el desenvolupament de malaltia greu amb insuficiència pulmonar pel coronavirus segons les seves característiques genètiques, el que possibilita identificar grups de risc que necessiten una protecció especial i dissenyar tractaments personalitzats.

Aquest estudi europeu col·laboratiu ha estat el primer a identificar factors genètics que augmenten el risc de desenvolupar insuficiència respiratòria en pacients amb COVID-19. No obstant això, no és l'únic estudi que està investigant en aquesta línia, ja que hi ha diferents consorcis internacionals l'objectiu és identificar característiques genètiques de risc d'COVID-19. Així, futurs estudis permetran aprofundir en aquests resultats.

Referència de l'estudi:

Genomewide Association Study of Severe Covid-19 with Respiratory Failure

David Ellinghaus, Ph.D., Frauke Degenhardt, M.Sc., Luis Bujanda, M.D., Ph.D., Maria Buti, M.D., Ph.D., Agustín Albillos, M.D., Ph.D., Pietro Invernizzi, M.D., Ph.D., Javier Fernández, M.D., Ph.D., Daniele Prati, M.D., Guido Baselli, Ph.D., Rosanna Asselta, Ph.D., Marit M. Grimsrud, M.D., Chiara Milani, Ph.D., et al., for The Severe Covid-19 GWAS Group

New England Journal of Medicine. June 17, 2020. DOI: 10.1056/NEJMoa2020283