Neandertaler-DNA hebt Komplexität von COVID-Risikofaktoren hervor

Ein wichtiger Teil der Bekämpfung von COVID-19 besteht darin, zu verstehen, warum bei manchen Menschen schwerere Symptome auftreten als bei anderen. Anfang dieses Jahres wurde festgestellt, dass ein Segment von DNA-50.000 Nukleotiden lang (entsprechend 0,002% des menschlichen Genoms) eine starke Assoziation mit schwerer COVID-19-Infektion und Krankenhausaufenthalt1 hat. Zeberg und Pääbo2 schreiben in Nature, dass diese Region von Neandertalern geerbt wird., Ihre Ergebnisse beleuchten nicht nur einen Grund, warum manche Menschen anfälliger für schwere Krankheiten sind, sondern geben auch Einblicke in die menschliche Evolutionsbiologie.

DNA-Sequenzen, die im Genom physikalisch nahe beieinander liegen, werden häufig vererbt (verknüpft). Diese als Haplotypen bekannten DNA-Blöcke enthalten daher eng verbundene Varianten-DNA-Sequenzen oder Nukleotide, die zwischen Individuen in einer Population variieren., Zum Beispiel enthält der Anfang dieses Jahres beschriebene COVID-19-Risiko-Haplotyp1 Varianten über seine gesamte 50.000-Nukleotid-Spanne, die zusammen mehr als 98% der Zeit vererbt werden. Lange Haplotypen wie diese könnten das Ergebnis einer positiven Selektion sein, die in unseren Genomen erhalten bleibt, weil sie zu den Überlebenschancen und Fortpflanzungserfolgen unserer Spezies beigetragen haben. Sie könnten auch als Folge der Kreuzung mit archaischen Hominin-Arten wie Denisovans und Neandertaler eingeführt werden.

Etwa 1-4% des modernen menschlichen Genoms stammen aus diesen alten Relativen3., Viele der überlebenden archaischen Gene sind schädlich für den modernen Menschen und sind mit Unfruchtbarkeit und einem erhöhten Krankheitsrisiko verbunden4. Aber einige sind von Vorteil. Beispiele hierfür sind die Denisovan-ähnliche Version eines Gens namens EPAS1, das modernen Tibetern hilft, mit dem Leben in extrem hohen Höhen fertig zu werden5, ein Neandertaler-Gen, das unsere Schmerzempfindlichkeit steigert6 und andere, die uns helfen, Viren abzuwehren7.,

Um zu untersuchen, ob der COVID-19-Risiko-Haplotyp von unseren alten Verwandten eingeführt worden sein könnte, verglichen Zeberg und Pääbo die Region mit einer Online-Datenbank archaischer Genome aus der ganzen Welt. Sie fanden heraus, dass die Region eng mit der im Genom eines Neandertalers verwandt war, der vor etwa 50.000 Jahren im heutigen Kroatien lebte, aber es war mit keinem bekannten Denisovan-Genom verwandt.

Als nächstes überprüften die Autoren die Prävalenz des Neandertaler-abgeleiteten Haplotyps in der modernen menschlichen Bevölkerung., Sie berichten, dass es bei Ostasiaten und Afrikanern selten oder vollständig fehlt. Bei Lateinamerikanern und Europäern wird der Risiko-Haplotyp mit einer bescheidenen Häufigkeit beibehalten (4% bzw. Im Gegensatz dazu tritt der Haplotyp bei Personen mit südasiatischer Abstammung mit einer Häufigkeit von 30% auf und erreicht bei Personen mit bangladeschischem Erbe bis zu 37% (Abb. 1).

Die Forscher spekulieren daher, dass der von Neandertalern abgeleitete Haplotyp einen wesentlichen Beitrag zum COVID-19-Risiko in bestimmten Gruppen leistet. Ihre Hypothese wird durch Krankenhausdaten gestützt8 vom Amt für nationale Statistiken im Vereinigten Königreich, aus denen hervorgeht, dass Personen bangladeschischer Herkunft im Land doppelt so häufig an COVID-19 sterben wie Mitglieder der Allgemeinbevölkerung (obwohl natürlich andere Risikofaktoren zu diesen Statistiken beitragen werden).,

Warum wurde dieser Haplotyp in einigen Populationen beibehalten? Die Autoren gehen davon aus, dass es gegen andere alte Krankheitserreger schützen könnte und daher in bestimmten Populationen auf der ganzen Welt positiv ausgewählt wird9. Wenn Personen jedoch mit dem SARS-CoV-2-Coronavirus infiziert sind, kann die durch diese alten Gene vermittelte schützende Immunantwort übermäßig aggressiv sein, was zu einer potenziell tödlichen Immunantwort führt, die bei Menschen mit schweren COVID-19-Symptomen beobachtet wird., Infolgedessen könnte ein Haplotyp, der manchmal in unserer Vergangenheit für das Überleben von Vorteil gewesen sein könnte, jetzt nachteilige Auswirkungen haben.

Trotz der Korrelation zwischen diesem Risiko-Haplotyp und klinischen Ergebnissen bestimmt die Genetik allein nicht das Risiko einer Person, an schweren COVID-19 zu erkranken. Unsere Gene und ihre Herkunft beeinflussen eindeutig die Entwicklung und das Fortschreiten von COVID-19 (und anderen Infektionskrankheiten), aber Umweltfaktoren spielen auch eine Schlüsselrolle bei den Krankheitsergebnissen.,

Zum Beispiel, obwohl der von Neandertalern abgeleitete Risiko-Haplotyp bei Menschen afrikanischer Abstammung fast vollständig fehlt, weist diese Bevölkerung auch nach Anpassung an geografische und sozioökonomische Faktoren eine höhere COVID-19-Sterblichkeitsrate auf als Menschen anderer ethnischer Herkunft (siehe go.nature.com/3jcxezx (Tab „Demografie“) und go.nature.com/2h4qfqu, zum Beispiel). Soziale Ungleichheit und ihre Auswirkungen dürften einen größeren Anteil am Risiko eines COVID-19-Todes ausmachen als Neandertaler-abgeleitete DNA.,

Es ist faszinierend zu glauben, dass das genetische Erbe unserer Vorfahren bei der aktuellen Pandemie eine Rolle spielen könnte. Der zugrunde liegende Einfluss der vererbten DNA auf die Reaktion des Körpers auf das Virus ist jedoch unklar. Laufende globale Bemühungen, Assoziationen zwischen unserer Genetik und COVID-19 zu untersuchen, indem mehr Personen aus verschiedenen Bevölkerungsgruppen analysiert werden, wie dies beispielsweise von der COVID-19 Host Genetics Initiative durchgeführt wird (www.covid19hg.org), wird uns helfen, ein besseres Verständnis der Ätiologie der Krankheit zu entwickeln., Es ist wichtig anzuerkennen, dass, obwohl Gene, die an der COVID-19-Reaktion beteiligt sind, vererbt werden können, soziale Faktoren und Verhaltensweisen (wie soziale Distanzierung und Maskentragen) unter unserer Kontrolle stehen und das Infektionsrisiko effektiv verringern können.