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Corona: Fünf Gene begünstigen schweren Verlauf

Genvarianten fördern Entzündungsreaktion und hemmen Immunabwehr bei Covid-19

DNA und Virus
Bestimmte Genvarianten könnten das Risiko für einen schweren Verlauf von Covid-19 signifikant erhöhen. © peterschreibermedia/ iStock

Genetisch vorbelastet: Forscher haben fünf Genvarianten identifiziert, die einen schweren Verlauf von Covid-19 begünstigen könnten. Eines dieser Gene fördert Entzündungsreaktionen wie den Cytokinsturm, der selbst jüngere Patienten auf die Intensivstation bringt. Eine andere Genvariante hemmt die Freisetzung des Immunbotenstoffs Interferon. Das Positive jedoch: Es gibt bereits Wirkstoffe, die einige dieser Effekte ausgleichen können, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature“ berichten.

Die Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 trifft nicht jeden gleich schwer: Einige bekommen kaum Covid-19-Symptome, während andere auf der Intensivstation um ihr Leben kämpfen. Und selbst bei milderen Verläufen gibt es sieben verschiedene Symptomkomplexe. Woher diese Unterschiede kommen, ist jedoch erst in Ansätzen geklärt. So spielt der individuelle Immuntyp eine Rolle, aber auch einige Gene scheinen die Anfälligkeit für Covid-19 zu erhöhen, darunter ein Blutgruppen-Gen sowie ein von den Neandertalern geerbtes Genstück.

Genetische Fahndung bei schwerkranken Covid-19-Patienten

Welche Gene das Risiko für einen besonders schweren Verlauf von Covid-19 erhöhen, hat nun ein Team um Studienleiter Kenneth Baillie von der University of Edinburgh näher untersucht. „Es gibt starke Belege dafür, dass sich der schwere Verlauf von Covid-19 qualitativ von milden Erkrankungsformen unterscheidet, selbst bei Patienten im Krankenhaus“, erklären die Forscher. Das betreffe sowohl die Schwere der Lungenschäden wie auch das Risiko für einen Cytokinsturm – eine potenziell tödliche Überreaktion des Immunsystems.

Für ihre Studie durchmusterten die Forscher das Erbgut von 2.244 schwerkranken Covid-19-Patienten aus 208 britischen Intensivstationen und verglichen die DNA-Sequenzen mit dem in einer Datenbank gespeicherten Genom von tausenden Kontrollpersonen aus der breiten Bevölkerung. Sie wollten wissen, ob es Genvarianten gibt, die bei den schwerkranken Patienten überproportional häufig vorkommen.

Fünf signifikant veränderte Gene

Und tatsächlich: „Wir haben fünf Gene identifiziert, deren Expression sich signifikant von der der Kontrollen unterschied“, berichten Baillie und sein Team. „Damit haben wir neue und hochplausible genetische Faktoren für lebensbedrohliche Verläufe von Covid-19 entdeckt.“ Die bei den Patienten veränderten Gene IFNAR2 und OAS1 sind mit der angeborenen Immunabwehr verknüpft, die Gene TYK2, DPP9 und CCR2 mit schweren Entzündungsprozessen.

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Konkret spielen die Gene IFNAR2 und OAS1 beispielsweise eine wichtige Rolle für die Ausschüttung von Interferonen – antiviralen Botenstoffen, die die Immunabwehr aktivieren. „Die Interferone stimulieren die Freisetzung vieler essenzieller Komponenten der frühen Wirtsabwehr gegen die virale Infektion“, erklären de Forscher. Die Patienten mit schwerem Covid-19 tragen jedoch oft eine Variante dieses Gens, die diese Wirkung abschwächt.

Gen fördert Cytokinsturm – kann aber gehemmt werden

Eine weitere Genvariante könnte erklären, warum selbst jüngere Covid-19-Patienten manchmal schwer erkranken und einen Cytokinsturm entwickeln. Eine Schlüsselrolle dafür spielt möglicherweise das Gen TYK2. Ist es überaktiv, fördert dies Entzündungsreaktionen und kann auch den Cytokinsturm mitverursachen. Auch bei einigen Autoimmunkrankheiten wie der rheumatoiden Arthritis ist dieses Gen anomal aktiv.

Das Positive daran: Es gibt bereits Medikamente, die die von dem TYK2-Gen produzierten Januskinase-Enzyme hemmen. Einer davon ist der seit 2017 für die Behandlung von Rheuma zugelassene Wirkstoff Baricitinib. Baillie und seinem Team plädieren nun dafür, zu testen, ob er auch gegen die lebensbedrohlichen Entzündungsreaktionen bei Covid-19 wirkt.

Neue Ansätze für Therapien

Nach Ansicht der Forscher eröffnet das Wissen um diese fünf Gene nun neue Optionen für die Behandlung schwerkranker Covid-19-Patienten, aber auch für die rechtzeitige Erkennung besonders gefährdeter Menschen. So kommt mindestens eine der neu identifizierten Genvarianten möglicherweise häufiger bei Menschen afrikanischer Herkunft vor. Sollte sich dies bestätigen, könnte dies erklären, warum diese vor allem in den USA und Großbritannien häufiger schwere Verläufe von Covid-19 entwickeln.

Gleichzeitig liefert die Studie neue Therapieansätze: „Einige dieser genetischen Zusammenhänge könnten direkt zu therapeutischen Ansätzen führen, die beispielweise die Interferon-Ausschüttung anregen, die Infiltration der Lunge verhindern oder schädliche Entzündungs-Reaktionen unterbinden“, schreiben sie. „Unsere Ergebnisse erhellen, welche Wirkstoffe an der Spitze der Liste für klinischen Testungen stehen sollten. Da wir immer nur wenige Mittel auf einmal prüfen könne, könnte die Wahl der richtigen Kandidaten tausende von Leben retten“, erklärt Baillie. (Nature 2020; doi: 10.1038/s41586-020-03065-y)

Quelle: University of Edinburgh

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