КРАТКИЙ ОБЗОР РОЛИ ГЕНОВ РЕНИН-АЛЬДОСТЕРИНОВОЙ СИСТЕМЫ В РАЗВИТИИ И ТЕЧЕНИИ COVID-19

A BRIEF OVERVIEW OF THE ROLE OF THE GENES OF THE RENIN-ALDOSTEROL SYSTEM IN THE DEVELOPMENT AND COURSE OF COVID-19

Yakha Khatueva

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology,  morphology and microbiology Chechen State University named after A.A. Kadyrova

Russia, Grozny

Milana Tagirova

3rd year undergraduate student of the Department of Cell Biology,  morphology and microbiology Chechen State University named after A.A. Kadyrova

Russia, Grozny

Zura Bisultanova

scientific advisor, Senior Lecturer at the Department of Cell Biology, morphology and microbiology Chechen State University named after A.A. Kadyrova

Russia, Grozny

АННОТАЦИЯ

Представлен краткий обзор опубликованных результатов о генетических полиморфизмах генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), вовлеченных в инфицирование SARS-CoV2. Первые исследования показали, что восприимчивость к инфекции тяжелого острого респираторного синдрома, вызванной SARS-CoV-2, в первую очередь определяется сродством с доменом связывания вирусного рецептора и рецептором человеческого рецептора ангиотензинпревращающего фермента 2 (hACE2).

ABSTRACT

A brief review of published results on genetic polymorphisms of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) genes involved in SARS-CoV2 infection is presented. Early studies showed that susceptibility to SARS-CoV-2 severe acute respiratory syndrome infection is primarily determined by the affinity between the viral receptor binding domain and the human angiotensin converting enzyme receptor 2 (hACE2) receptor.

Ключевые слова: полиморфизм генов, ренин-ангиотензин-альдостероновая система, коронавирусная инфекция.

Keywords: gene polymorphism, renin-angiotensin-aldosterone system, coronavirus infection.

Новая коронавирусная инфекция (COVID-19) вытеснила сегодня все социально значимые болезни на второй план. Возбудитель COVID-19 [4] принадлежит к семейству бета-Coronaviridae и похож на коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV), у них схожие общие характеристики с идентичностью более 80%, поэтому COVID-19 также называется SARS-CoV-2 [1]. Во всем мире количество подтвержденных случаев и смертей, вызванных инфекцией SARS-CoV-2, резко увеличивается с каждым днем [11].

Для этого коронавируса описаны многие факторы риска, такие как пожилой возраст, мужской пол, раса, ожирение, гипертония, диабет и географический регион [6]. Помимо вышеназванных факторов, генетические факторы также играют важную роль в инфицировании COVID-19. Современные генетические технологии выявили межиндивидуальные наследственные различия в восприимчивости к инфекции SARS-CoV-2, связанные с наличием генетических полиморфизмов (вариантов) во многих генах, особенно в тех, которые кодируют рецепторы хозяина, участвующие в процессе проникновения вируса.

Целью настоящего исследования было предоставить краткий обзор опубликованных результатов о генетических полиморфизмах генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), вовлеченных в инфицирование SARS-CoV2. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС), по-видимому, играет важную роль в инфекции SARS-CoV-2. Первые исследования показали, что восприимчивость к инфекции тяжелого острого респираторного синдрома, вызванной SARS-CoV-2, в первую очередь определяется сродством с доменом связывания вирусного рецептора и рецептором человеческого рецептора ангиотензинпревращающего фермента 2 (hACE2).

Связь между распространенностью гомозиготных генотипов АПФ (DD) и (II) и смертностью от COVID-19 была оценена в 25 странах, представляющих различные географические регионы мира. Оценка показала сопряженность частоты инсерционного генотипа АПФ с низким уровнем смертности от COVID-19 [8]. В отличие от данных о полиморфизмах АПФ, многие однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в гене рецептора ACE2, такие как rs2285666, как сообщается, связаны с уровнем инфицирования, а также с уровнем летальности COVID-19 среди населения Индии.

Полиморфизмы ACE2 rs2074192, rs6632677, rs4646142, rs2048683 и rs4240157 были впервые исследованы у пациентов с COVID-19 с помощью анализа генотипирования TaqMan® SNP в системе LightCycler® 480 II [8]. Исследователи предоставили доказательства статистически значимой корреляции между степенью тяжести и распределением генотипов (p = 0,027) и частотами аллелей (p = 0,003) для ACE2 SNP rs6632677. Ученые пришли к выводу, что rs6632677 может быть ценным генетическим маркером для определения степени тяжести у пациентов с COVID-19. Эти результаты предполагают возможную связь между SNP ACE2 и тяжестью COVID-19, и эта взаимосвязь требует дальнейшего изучения в крупномасштабных исследованиях.

В геноме человека ACE2 идентифицируется как гомолог ACE1. Cenanovic M. et al (2021) охарактеризовали частоту делеции ACE1 в Боснии и Герцеговине (B&H). Регрессионный анализ не выявил значимой корреляции между частотой аллеля D гена ACE1 и увеличением или снижением заболеваемости, смертности и тяжести COVID-19 в исследуемых популяциях [2].

Yamamoto N. et al (2020) обнаружили, что частота генотипа ACE1 II в популяции значительно отрицательно коррелировала с количеством случаев SARS-CoV-2. Точно так же генотип ACE1 II отрицательно коррелировал с числом смертей из-за инфекции SARS-CoV-2. Эти данные предполагают, что генотип ACE1 II может влиять на распространенность и клинический исход COVID-19 и служить прогностическим маркером риска и тяжести COVID-19. Yamamoto N. et al (2021) провели анализ научных работ, который показал, что в нескольких небольших исследований, проведенных в ряде стран, были получены результаты, предполагающие, что ACE1 генотип II – фактор риска для определенных географических регионов, особенно в подгруппах пациентов. Ученые предположили, что этот эффект может быть связан и с взаимодействием с другими генами или с еще не выясненными биохимическими механизмами [10].

Китайские ученые изучили связь полиморфизма I/D ACE1 с тяжестью COVID-19 у китайских пациентов. Генотип ACE1 ID был значительно независимо связан с пациентами с COVID-19 с высоким социально-экономическим статусом (OR: 2,48, 95% CI: 1,331–4,609). Полученные в ходе исследования данные предполагают, что генотип ACE1 может влиять на частоту и клинический исход COVID-19 и служить прогностическим маркером риска и тяжести COVID-19 [7].

Delanghe J.R. et al. (2021) исследовали широкий спектр некоторых генов-кандидатов, которые могут выступать в качестве потенциальных маркеров иммунной защиты от COVID-19: гены, кодирующие компонент комплемента 3 (C3), галактозид 2-альфа-L-фукозилтрансфераза 2 (FUT2), гаптоглобин (Hp), витамин D-связывающий белок, белок гомеостатического регулятора железа человека (HFE), регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) и ангиотензин-превращающий фермент 1 (ACE1). В результате многофакторного анализа выявились только полиморфизмы ACE1 D/I и C3 детерминированные с распространенностью/смертностью от COVID-19. В то время как делеционно-инсерционный полиморфизм ACE1 показывает функциональные связи с ACE2 (который является рецептором вируса) в COVID-19, C3 может выступать в качестве критического шага в вызванном вирусом воспалении.

В исследовании иранских ученых (2021) была проведена оценка вариантов AGT rs699 C> T, ACE rs4646994 I/D и AGTR1 rs5186 C> A у населения юго-восточного Ирана. Генотипирование 504 пациентов, в том числе 258 с положительным результатом на COVID-19 и 246 здоровых людей из контрольной группы, показало, что генотип II ACE rs4646994 и аллель I снижают риск заражения COVID-19. В тоже время генотип TC и аллель C AGT rs699 увеличивают риск заражения COVID-19. AGTR1 rs5186 не был связан с инфекцией COVID-19 [5].

Противоречивые результаты, полученные в ходе исследований, показывают, что необходимы дальнейшие исследования значимости полиморфизма I/D ACE1 при инфекции COVID-19 в различных популяциях. Также необходимы исследования потенциальной роли полиморфизма I / D ACE1 в инфекции COVID-19 среди людей с учетом сопутствующих заболеваний, а также возраста и пола.

Список литературы:

1. Alshami A., Alattas R., Anan H., Alhalimi A. Silent disease and loss of taste and smell are common manifestations of SARS-COV-2 infection in a quarantine facility. – Saudi Arabia. PLoS One, 2020. – 15:e0241258.
2. Cenanovic M., Dogan S., Asic A., Besic L. Distribution of the ACE1 D Allele in the Bosnian-Herzegovinian Population and its Possible Role in the Regional Epidemiological Picture of COVID-19 // Genet Test Mol Biomarkers. – 2021 Jan. – № 25 (1). – P. 55–58.
3. Delanghe J.R., De Buyzere M.L., Speeckaert M.M. Genetic Polymorphisms in the Host and COVID-19 Infection // Adv Exp Med Biol. – 2021. – № 1318. – P. 109–118.
4. Kaltoum A.B.O. Mutations and polymorphisms in genes involved in the infections by covid 19: a review // Gene Rep. – 2021. – № 23. – 101062.
5. Kouhpayeh H.R., Tabasi F., Dehvari M., Naderi M. Association between angiotensinogen (AGT), angiotensin-converting enzyme (ACE) and angiotensin-II receptor 1 (AGTR1) polymorphisms and COVID-19 infection in the southeast of Iran: a preliminary case-control study // Transl Med Commun. – 2021. – № 6 (1). – P. 26.
6. Scully E.P., Haverfield J., Ursin R.L. et al. Considering how biological sex impacts immune responses and COVID-19 outcomes // Nat Rev Immunol. – 2020. – № 20. – P. 442–447.
7. Verma S., Abbas M., Verma S., Khan F.H. et al. Impact of I/D polymorphism of angiotensin-converting enzyme 1 (ACE1) gene on the severity of COVID-19 patients // Infect Genet Evol. – 2021. – № 91. – 104801.
8. Wang J. An observed association between angiotensin-converting enzyme 2 polymorphisms and COVID-19 severity in China /J. Wang, H. Zou and C. Corpe // Journal of Infection. – 2021. – e1–e2.
9. Yamamoto N., Ariumi Y., Nishida N., Yamamoto R. et al. SARS-CoV-2 infections and COVID-19 mortalities strongly correlate with ACE1 I/D genotype // Gene. – 2020, Oct 20. – № 758. – 144944.
10. Yamamoto N., Nishida N., Yamamoto R., Gojobori T. et al. Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) 1 Gene Polymorphism and Phenotypic Expression of COVID-19 Symptoms // Genes (Basel). – 2021, Oct 1. – № 12 (10). – P. 1572.
11. URL: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/ 20200501-covid-19-sitrep.pdf?sfvrsn=742f4a18_4.