Van neanderthalers geërfde genen vergroten én verminderen het risico op ernstig verloop COVID-19
Een Duitse en een Zweedse onderzoeker hebben een genetische variant gevonden die we geërfd hebben van de neanderthalers en die het risico dat een patiënt met COVID-19 op intensieve zorg belandt, vermindert met 20 procent. Eerder hadden dezelfde onderzoekers al aangetoond dat een belangrijke genetische risicofactor voor een ernstig verloop van de ziekte eveneens geërfd is van de neanderthalers. Professor Joris Delanghe van de UGent wijst erop dat nog heel wat andere genetische factoren meespelen.
Sommige mensen worden ernstig ziek als ze besmet zijn met SARS-CoV-2, het coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt, terwijl anderen milde of zelfs geen symptomen krijgen. Naast risicofactoren zoals bijvoorbeeld een hoge leeftijd of diabetes, zijn er ook genetische varianten die mensen meer of minder gevoelig maken voor het krijgen van een ernstige vorm van COVID-19.
Een belangrijke genetische risicofactor is gelokaliseerd op chromosoom 3 en vergroot het risico op ademhalingsfalen en zelfs de dood aanzienlijk. Deze risicovariant is overgeërfd van de neanderthalers, onze uitgestorven prehistorische neven waarmee de moderne mens zich in een ver verleden vermengd heeft. Dat ontdekten Hugo Zeberg van het Karolinska Institutet - een befaamde medische universiteit in Zweden - en van het Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig en zijn collega aan het Max-Planck-Institut Svante Pääbo vorig jaar.
De variant komt voor bij zo'n 16 procent van de Europeanen, in het zuiden van Azië zijn zelfs 65 procent van de mensen drager. In het uiterste oosten van Azië is de variant dan weer zo goed als afwezig. Elke kopie van dit zogenoemd haplotype, van deze variant, verdubbelt de kans dat een COVID-19-patiënt op intensieve zorg belandt. We erven een kopie van elk van onze ouders en kunnen dus twee neanderthaler-varianten erven of één.
Een beschermende variant
Een recente studie van het Genetic of Mortality in Critical Care (GenOMICC) consortium, dat 2.244 kritieke COVID-19-patiënten en een controlegroep bestudeert, identificeerde naast de risicovariant op chromosoom 3, zeven andere plaatsen op de chromosomen 6, 12, 19, en 21 die ook een duidelijke invloed hadden op het ziekteverloop.
Zeberg en Pääbo onderzochten of die varianten mogelijk ook van neanderthalers geërfd waren. Als dat het geval zou zijn, zouden ze moeten overeenkomen met de varianten in de drie genomen van een goede kwaliteit van neanderthalers waarover we beschikken en zouden ze niet mogen voorkomen in de genomen van 108 individuen van de Afrikaanse Yoruba. Neanderhalers hebben voor zover we weten nooit in Afrika geleefd en mensen in Afrika hebben dan ook geen genen van hen geërfd.
De varianten op de chromosomen 6, 19, en 21 voldeden niet aan die criteria, de variant op chromosoom 12 echter wel. En dit keer bleek het een protectieve - beschermende - variant te zijn: het risico op een opname in intensieve zorg vermindert met zo'n 22 procent per kopie van de variant.
De genen in het gebied in kwestie op chromosoom 12 worden OAS genoemd en ze regelen de activiteit van een enzym dat het genoom - het genetische materiaal - van virussen afbreekt. En de neanderthal-variant lijkt dat effeciënter te doen dan die van de moderne mens.
"Dit toont aan dat onze erfenis van de neanderthalers een tweesnijdend zwaard is als het gaat om onze reactie op het coronavirus. Ze hebben ons varianten gegeven waarvoor we hen zowel kunnen vervloeken als bedanken", zei Zeberg.
De studie toont ook aan dat de frequentie van de beschermende neanderthaler-variant is toegenomen sinds de laatste IJstijd. Het komt voor bij 25 tot 30 procent van de mensen in West-Europa en Midden-Azië, met uitschieters tot wel 50 procent in bepaalde populaties. In Noord- en Zuid-Amerika ligt de frequentie iets lager.
"Het is opvallend dat deze genetische variant van de neanderthalers zo algemeen is geworden in grote delen van de wereld. Dat suggereert dat hij in het verleden voordelig is geweest", zei Pääbo. "Het is ook opvallend dat twee genetische varianten die we geërfd hebben van neanderthalers een tegengestelde invloed uitoefenen op het verloop van COVID-19. Hun immuunsysteem beïnvloedt ons vandaag duidelijk zowel in positieve als in negatieve zin."
Nog veel andere genetische factoren
Klinisch bioloog en professor aan de Universiteit Gent Joris Delanghe gaf in "De wereld vandaag" op Radio 1 uitleg over de nieuwe studie van Zeberg en Pääbo. Wat dat ene beschermende gen betreft, heeft West-Europa een zeker voordeel tegenover Afrika, maar Delanghe wees erop dat er nog heel wat andere genen een rol spelen in onze reactie op een besmetting met het coronavirus.
Beluister hier het interview met professor Delanghe in 'De wereld vandaag'.
Stam je af van een neanderthaler? Dan heeft het coronavirus een ander effect
Zo heeft men de laatste maanden ook andere genen geïdentificeerd, zei hij, zoals de genen die bepalen welke "banale" ABO-bloedgroep we hebben en zelfs de receptor die codeert voor de ervaring van een bittere smaak op de tong lijkt een rol te spelen in de ernst van COVID-19. Daarnaast hebben ook voor een leek minder bevattelijke varianten van de ACE1- en ACE2-receptor, het complement eiwitten C3 en de chemokine receptor CCR5-delta32 een invloed.
Het gaat dus om een breed spectrum van genetische factoren, zei Delanghe, wat het niet zo eenvoudig maakt om een bepaald risico te gaan toewijzen omdat je nu eenmaal een goed of een slecht lot getrokken hebt in de neanderthaler-loterij. En het gaat, voor alle duidelijkheid, om een risico en niet om een absoluut gegeven.
Of neanderthaler-genen ook een rol spelen bij het verloop van andere ziektes, is volgens de professor moeilijk te zeggen. Hij wees erop dat het menselijk genoom nog maar recent helemaal in kaart is gebracht, iets wat nog meer geldt voor dat van de neanderthalers, waarvan we maar over enkele skeletten beschikken waaruit goed DNA te halen valt.
De COVID-19-pandemie biedt ons uniek gegevensmateriaal, zei Delanghe, omdat we nu over honderden DNA-sequenties beschikken van patiënten uit zowat heel de wereld. Daardoor is het ook gelukt om een link te leggen met het neanderthaler-gen.
De studie van Zeberg en Pääbo is gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van het Karolinska Institutet en het interview met professor Delanghe in "De wereld vandaag".