Wissenschaftler haben kürzlich eine genetische Veranlagung entdeckt, von der bestimmte Krankheitsverläufe bei Infektionen mit Coronavirus abhängen könnten. Die Ergebnisse legen nahe, dass eine Verbindung zwischen dem Genotyp des humanen Leukozytenantigens und dem Schweregrad von COVID-19 besteht. Mithilfe von maschinellem Lernen erstellten die Forscher ein Modell, das eine integrale Bewertung der möglichen Immunantwort auf Sars-CoV-2 liefert.
Risikofaktor für schweres COVID-19 durch genetische Veranlagung
Die Immunität durch T-Zellen ist einer der Schlüsselmechanismen des menschlichen Körpers zur Bekämpfung von Virusinfektionen. Der Ausgangspunkt für die Entwicklung der Zellimmunität ist die Präsentation von Viruspeptiden auf der Oberfläche infizierter Zellen. Darauf folgt die Aktivierung von T-Lymphozyten, die beginnen, die infizierten Zellen abzutöten. Die Fähigkeit, Viruspeptide erfolgreich zu präsentieren, wird weitgehend durch die Genetik bestimmt. In menschlichen Zellen sind humane Leukozytenantigene der Klasse-I (HLA-I) Moleküle für diese Präsentation verantwortlich.
Der Satz von sechs solcher Moleküle ist bei jedem Menschen einzigartig und wird von den Eltern eines Individuums geerbt. Wenn der Satz von Allelen das Coronavirus gut erkennt, werden die Immunzellen es erkennen und infizierte Zellen schnell zerstören. Wenn eine Person einen Satz aufweist, der nicht optimal ist, steigt die Wahrscheinlichkeit für einen schwereren Krankheitsfall. Bei einem effektiven Genotyp bewertete das Forschungsteam solche Personen als nicht anfällig für schweres COVID-19. Personen mit geringerer Präsentationsfähigkeit erhielten jedoch höhere Risikobewertungen.
Zur Validierung des Modells wurden Genotypen von über 100 Patienten mit COVID-19 und über 400 gesunden Personen aus einer Kontrollgruppe analysiert. Es stellte sich heraus, dass die modellierte Risikobewertung bei der Vorhersage des Schweregrads der Infektion sehr effektiv ist. Zusätzlich zur Analyse der Moskauer Bevölkerung verwendeten die Forscher ihr Modell an einer Stichprobe von Patienten aus Madrid in Spanien. Die hohe Genauigkeit der Vorhersage wurde auch bei dieser unabhängigen Stichprobe bestätigt. Das Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf bei COVID-19 war bei diesen Patienten signifikant höher als bei denjenigen mit mittelschweren und milden Krankheitsfällen.
Bei den entdeckten Korrelationen zwischen dem Genotyp und dem Schweregrad von COVID-19 hilft es auch zu bewerten, wie eine bestimmte COVID-19-Mutation die Entwicklung der T-Zell-Immunität gegen das Virus beeinflussen kann. Zum Beispiel werden die Autoren dieser Studie in der Lage sein, Gruppen von Patienten zu erkennen, bei denen eine Infektion mit neuen SARS-CoV-2-Stämmen zu schwereren Formen der Krankheit führen kann.
