Er der forskelle i immunitet mod SARS-CoV-2-coronaviruset mellem befolkninger fra forskellige geografiske regioner?
En del af svaret på dette spørgsmål er at finde i genomerne af disse grupper af mennesker og mere specifikt i HLA-gener, der er ansvarlige for det adaptive immunsystem. Disse gener er specielle ved, at de ofte er forskellige mellem individer. Tusindvis af mulige varianter (eller alleler) er blevet identificeret, og ikke alle af dem er lige effektive til at bekæmpe en ny virus. Hyppigheden af disse alleler varierer fra en population til en anden på grund af tidligere migrationer og deres tilpasning til forskellige miljøer.
I en undersøgelse, der skal offentliggøres i tidsskriftet HLA, har forskere fra University of Geneva (UNIGE) - der arbejder i samarbejde med Max Planck Institute i Jena (Tyskland) og University of Adelaide (Australien) - udpeget de HLA-varianter, der potentielt er mest effektive mod syv vira, inklusive den nye coronavirus. De har også afsløret betydelige forskelle mellem populationer.
Den genetiske variabilitet af immunitet ligger især i generne fra HLA-systemet (Human Leukocyte Antigen). Disse gener producerer HLA-molekyler, der er placeret på overfladen af celler. Når en virus inficerer en organisme, skæres angriberens proteiner først i små fragmenter kaldet peptider. HLA-molekylerne binder sig derefter til disse fragmenter og eksponerer dem til overfladen af cellerne og udløser derved en kaskade af immunitetsreaktioner designet til at eliminere virussen.
Alicia Sanchez-Mazas, professor ved Antropologienheden i UNIGEs Naturvidenskabelige Fakultet, forklarer: "Ud fra de omkring 450 mest almindelige HLA-molekyler i hundredvis af befolkninger verden over, forsøgte vi at identificere dem, der er stærkest bundet til peptiderne fra den nye coronavirus."Over 7.000 peptider kan afledes fra alle virusproteinerne fra coronavirus.
Den Genève-baserede forsker og hendes internationale team brugte bioinformatiske værktøjer til at udføre analysen. Disse kan forudsige bindingsaffiniteterne mellem HLA-molekylerne og de virale peptider på basis af deres fysiske og kemiske egenskaber. Forskerne henvendte sig derefter til statistiske modeller for at sammenligne frekvenserne af disse HLA-varianter i forskellige menneskelige populationer.
Klassificering af HLA-molekyler
Undersøgelsen klassificerede de cirka 450 HLA-molekyler i henhold til deres relative kapacitet til at binde coronavirus-peptiderne. Det giver en væsentlig referenceopgørelse til identifikation af den genetiske resistens eller modtagelighed hos individer over for virussen. Undersøgelsen har også vist, at frekvenserne af disse HLA-varianter varierer betydeligt fra den ene population til den næste.
José Manuel Nunes, en forsker ved Anthropology Unit - og medforfatter til artiklen - forklarer yderligere: "Vi var overraskede over at opdage, at de oprindelige befolkninger i Amerika havde begge de højeste frekvenser af HLA-varianter, der binder mest stærkt til peptiderne og de laveste frekvenser af dem, der binder mindst kraftigt." Men som José Manuel Nunes fortsætter, bør vi ikke drage en for forhastet konklusion ud fra disse resultater: "HLA-molekyler bidrager til immunresponset, men de er langt fra det eneste element, der kan bruges til at forudsige effektiv eller ineffektiv resistens over for en virus. Dette er også verificeret på stedet, da USAs oprindelige befolkning tilsyneladende ikke er mindre påvirket af COVID-19 end andre."
"Generalist"-molekyler
I den samme undersøgelse analyserede forfatterne også HLA-peptidbindingerne for alle proteinerne fra de seks andre vira med pandemisk potentiale (to andre coronavirus, tre influenzavirus og HIV-1 virus af AIDS). Dette viste, at mange HLA-varianter er i stand til at binde stærkt til peptiderne fra alle syv undersøgte vira. Andre gør det samme for alle respiratoriske vira (coronavirus og influenza). Det betyder, at der er talrige "generalistiske" HLA-molekyler, der er effektive mod en række forskellige vira.
"Forskellene mellem populationer observeret i denne undersøgelse er faktisk forskelle i frekvenserne af de generalistiske HLA-varianter, som ikke binder specifikt til coronavirus, men også til andre patogener," påpeger professor Sanchez-Mazas. "Det er det, der får os til at tro, at de nuværende forskelle mellem populationer er resultatet af tidligere tilpasninger til forskellige patogene belastninger, hvilket er ekstremt informativt for at forstå den genetiske udvikling af vores art."
En logisk opfølgning på undersøgelsen vil være at bestemme præcist, hvilke coronavirus-peptider der er stærkest bundet til HLA-molekylerne. Det er disse peptider, der vil have de største chancer for at udløse en effektiv immunreaktion. At identificere dem vil være afgørende for at udvikle en vaccine.
