Держи кармашек шире
Тогда иммунная система легко разберется с коронавирусом
Юрий Дризе, «Поиск»
Еще и год не кончится, а ответственные, заботящиеся о своем здоровье граждане смогут прийти в поликлинику и сдать кровь на анализ ДНК. Зачем? Чтобы знать, если ковид их все-таки настигнет, как будет протекать болезнь, тяжело или легко. И поможет им разобраться в этом метод, разработанный на факультете биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ. Рассказывает один из авторов новинки – младший научный сотрудник Степан Нерсисян:
– Известно, что ковид у всех протекает по-разному. Одни переносят его бессимптомно и даже не подозревают о переживаемой болезни. Другим он дается тяжело, вплоть до попадания в реанимацию. Ответ на вопрос, почему так происходит, есть. Одна из признанных в научном мире гипотез утверждает, что трудно болезнь протекает из-за генетических особенностей организма человека. Их ДНК устроены так, что иммунная система не способна эффективно распознать ковид. Значит, надо исследовать кодирующие белки генов, отвечающие за клеточный иммунный ответ. И наша группа взялась за эту задачу.
– Но как ее решить, если генов в ДНК тысячи?
– Да, приблизительно их 20 000, но нас интересуют всего три известных гена, несущие ответственность за иммунный ответ. При этом они подвержены различным мутациям, от них и зависит, как иммунная система среагирует на вторжение вируса.
– Своими словами: если иммунная система сильная, она отвергает вирус, а слабая перед ним пасует?
– Да, можно сказать и так. При удачном наборе мутаций иммунная система легко обнаружит вирус, обрушится на него всей своей мощью, и болезнь будет протекать практически незаметно.
– Выходит, все известно, метод сам просится в руки?
– На самом деле, конечно, не так. Да, наличие в геноме тройки генов тайны не представляет. Но неизвестно, как сильно протекание ковида зависит от особенностей их устройства. Понятно, что связь должна быть, однако экспериментального подтверждения этому не было. И еще. В организме человека есть две копии интересующих нас генов – всего получается шесть. И на каждого приходятся приблизительно 100 вариантов различных мутаций. Выходит, 100 в шестой степени – это очень много! Чтобы получить ответ на интересующий нас вопрос, нужно весь массив, все комбинации перебрать и пересмотреть. Представляете, сколько на это потребовалось бы времени! Экспериментально, изучая состояние пациентов, эту задачу не решить. Некоторые группы ученых до нас сравнивали частоты индивидуальных аллелей – различных форм одного и того же гена – ста человек, болевших легко, и столько же – тяжело. Однако в случае ковида такой подход не дал результата: различия выявить не удалось.
Нужно было разработать алгоритм и произвести интегральную оценку способности шестерки реагировать на вирус SARS-CoV-2. Задумка была такая: если вычленить один элемент из шестерки, то мы поймем, насколько хорошо данная аллель «видит» коронавирус. Далее полученные числа можно сложить и получить интегральную оценку для всей шестерки. (На разработку алгоритма у нас ушло примерно два месяца.) Есть аллели, которые хорошо видят вирус, и те, что с этим не справляются. Мы такое исследование провели: сложили шестерку генов и сделали вывод, насколько хорошо иммунная система человека видит коронавирус. Важно подчеркнуть: полученная математическим способом оценка ассоциирована с медицинской статистикой – данными, кто переболел легко, а кто – тяжело.
Теперь человеку можно сделать анализ крови и выяснить, какие его молекулы с «плюсом», какие – с «минусом». Если иммунная система опознает вирус, значит, человек легко излечится от ковида. Если же она его не разглядит, то болезнь будет протекать сложнее. Аллель представляет собой кармашек – в него и пытаются пролезть частички вируса. Все зависит от формы кармашка. Если вирус проникает в него свободно, то иммунный ответ будет эффективным. Если плохо, иммунная система останется безучастной к вторжению.
– Есть известное выражение: «Предупрежден, значит, вооружен». К данному случаю оно относится?
– Безусловно. Если по результатам анализа окажется, что человек может тяжело заболеть ковидом, то прежде всего ему порекомендуют сделать прививку. Если она у него уже есть, но с тех пор прошло около года, надо сдать анализ на наличие антител. И если их недостаточно, лучше привиться еще раз. И, конечно, принять меры предосторожности (особенно это важно для противников вакцинации).
– Просто ли будет сделать такой анализ?
– Для анализа ДНК в обычной поликлинике у вас возьмут кровь из вены. Но само исследование проведут в медцентре или клинике, поскольку потребуется достаточно сложное оборудование, чтобы методом секвенирования определить последовательность искомых трех генов. Сегодня эта операция еще достаточно сложная, но ее можно автоматизировать и поставить на поток. По предварительным прикидкам, стоить анализ будет не дороже 5000 рублей. И в течение трех дней вы будете знать результат.
– Вы опубликовали статью о вашем исследовании, как коллеги к ней отнеслись?
– Статью в соавторстве с коллегами из НИУ ВШЭ, РНИМУ им. Н.И.Пирогова и Филатовской больницы опубликовал журнал первого квартиля Frontiers in Immunology (Shkurnikov et al., Association of HLA Class I Genotypes With Severity of Coronavirus Disease-19). Вышла она в конце февраля. Отклики уже есть, и их достаточно много. Тема борьбы организма с вирусом не новая для нас. В сентябре мы опубликовали статью о том, как вирус завоевывает клетку и как с ним борется организм. Ее процитировали уже более 15 раз.
Отмечу, что наш факультет активно вовлекает в науку студентов. И вот результат: среди соавторов сентябрьской статьи значатся аж четыре студента (на момент написания – первокурсники). Факультет расширяется: в скором будущем откроется магистратура. Поэтому планируем и дальше исследовать коронавирусную инфекцию, увеличивая спектр рассматриваемых направлений.
– Можно ли ваше исследование использовать против вирусов других опасных болезней?
– Да, вполне вероятно, что наш метод позволит оценивать тяжесть течения и других вирусных инфекций, например, сезонного гриппа.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru