Cuando algunas personas se infectan con el coronavirus, solo desarrollan casos leves o indetectables de COVID-19. Otros sufren síntomas graves, luchando por respirar con un ventilador durante semanas, si sobreviven.
A pesar de un esfuerzo científico global concertado, los médicos Todavía falta una imagen clara de por qué esto es.
¿Podrían las diferencias genéticas explicar las diferencias que vemos en los síntomas y la gravedad de COVID-19?
Para probar esto, utilizamos modelos de computadora para analizar la variación genética conocida dentro del sistema inmune humano. Los resultados de nuestro modelo sugieren que, de hecho, existen diferencias en el ADN de las personas que podrían influir en su capacidad para responder a una infección por SARS-CoV-2.
Lo que hicimos
Cuando un virus infecta las células humanas, el cuerpo reacciona encendiendo lo que son esencialmente sistemas de alarma antivirus. Estas alarmas identifican a los invasores virales y le dicen al sistema inmunitario que envíe células T citotóxicas, un tipo de glóbulo blanco, para destruir las células infectadas y, con suerte, retrasar la infección.
Pero no todos los sistemas de alarma son iguales. Las personas tienen diferentes versiones de los mismos genes, llamados alelos, y algunos de estos alelos son más sensible a ciertos virus o patógenos que otros.
Para probar si diferentes alelos de este sistema de alarma podrían explicar parte del rango en las respuestas inmunes al SARS-CoV-2, primero recuperamos una lista de todas las proteínas que componen el coronavirus de un Base de datos en línea.
Luego tomamos esa lista y utilizamos algoritmos informáticos existentes para predecir qué tan bien diferentes versiones del sistema de alarma antiviral detectaron estas proteínas de coronavirus.
Un modelo de una proteína HLA (verde y amarilla) unida a un virus (naranja y azul), en este caso, influenza. Protimagen a través de Wikimedia Commons, CC BY-SA
Por que es importante
La parte del sistema de alarma que probamos se llama sistema de antígeno leucocitario humano, o HLA. Cada persona tiene múltiples alelos de los genes que forman su tipo de HLA. Cada alelo codifica una proteína HLA diferente. Estas proteínas son los sensores del sistema de alarma y encuentran intrusos al unirse a varios péptidos, cadenas de aminoácidos que forman parte del coronavirus, que son extraños al cuerpo.
Una vez que una proteína HLA se une a un virus o parte de un virus, transporta al intruso a la superficie celular. Esto “marca” la célula como infectada y desde allí el sistema inmunitario la matará.
En general, cuantos más péptidos de un virus puedan detectar los HLA de una persona, el más fuerte la respuesta inmune. Piense en ello como un sensor más sensible del sistema de alarma.
Los resultados de nuestro modelo predicen que algunos tipos de HLA se unen a una gran cantidad de péptidos SARS-CoV-2, mientras que otros se unen a muy pocos. Es decir, algunos sensores pueden adaptarse mejor al SARS-CoV-2 que otros. Si es cierto, los alelos HLA específicos que tiene una persona probablemente sean un factor en la efectividad de su respuesta inmune al COVID-19.
Debido a que nuestro estudio solo usó un modelo de computadora para hacer estas predicciones, decidimos probar los resultados utilizando información clínica del brote de SARS 2002-2004.
La sección de ADN que codifica los HLA está en el sexto cromosoma. Pdeitiker en Wikipedia en inglés / Wikipedia, CC BY
Encontramos similitudes en la eficacia de los alelos en la identificación de SARS y SARS-CoV-2. Si un alelo HLA parecía ser malo para reconocer el SARS-CoV-2, también era malo para reconocer el SARS. Nuestro análisis predijo que un alelo, llamado B46: 01, es particularmente malo con respecto al SARS-CoV-2 y al SARS-CoV. Efectivamente, estudios anteriores mostraron que las personas con este alelo tendían a tener infecciones por SARS más graves y mayores cargas virales que las personas con otras versiones del gen HLA.
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¿Que sigue?
Según nuestro estudio, creemos que la variación en los genes HLA es parte de la explicación de las enormes diferencias en la gravedad de la infección en muchos pacientes con COVID-19. Estas diferencias en los genes HLA probablemente no sean el único factor genético que afecta la gravedad de COVID-19, pero pueden ser una pieza importante del rompecabezas. Es importante estudiar más a fondo cómo los tipos de HLA pueden afectar clínicamente la gravedad de COVID-19 y probar estas predicciones utilizando casos reales. Comprender cómo la variación en los tipos de HLA puede afectar el curso clínico de COVID-19 podría ayudar a identificar a las personas con mayor riesgo de contraer la enfermedad.
Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que evalúa la relación entre las proteínas virales en una amplia gama de alelos HLA. Actualmente, sabemos muy poco sobre la relación entre muchos otros virus y el tipo HLA. En teoría, podríamos repetir este análisis para comprender mejor los riesgos genéticos de muchos virus que actualmente o potencialmente pueden infectar a los humanos.
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Austin Nguyen es Ph.D. candidato en biología computacional e ingeniería biomédica en la Oregon Health & Science University en Portland. Abhinav Nellore es profesor asistente de ingeniería biomédica y cirugía y Reid Thompson es profesor asistente de medicina de radiación, ambos también en la Oregon Health & Science University. Esto fue publicado por primera vez por La conversación – “Sus genes podrían determinar si el coronavirus lo coloca en el hospital, y estamos comenzando a desentrañar cuáles importan“.