ژن نئاندرتال، علت ابتلای برخی افراد به بیماری شدید کووید ۱۹
تعدادی کم اما قابل توجه از افراد دارای واریانت باستانی ژنی از انسان‌تباران منقرض‌شده هستند که ممکن است خطر عوارض جدی ناشی از کووید ۱۹ را دو برابر و حتی چهار برابر کند. این یافته‌ها که هفته‌ی گذشته به‌صورت پیش‌چاپ در bioRxiv ارسال شد، اطلاعاتی در زمینه‌ی آنزیم دی‌پپتیدیل پپتیداز-۴ (DPP4) فراهم می‌کند.
دانشمندان می‌دانستند پروتئین مذکور اجازه می‌دهد که ویروس کرونای دیگر عامل سندرم تنفسی خاورمیانه یا مرس (MERS) به سلول‌های انسان متصل و وارد آن‌ها شود. تجزیه‌و‌تحلیل واریانت‌های ژن DPP4 در بیماران کووید ۱۹، نشان می‌دهد این آنزیم همچنین دروازه‌ی دومی در سلول‌های ما برای ورود SARS-CoV-2 فراهم می‌کند. مسیر عادی ورود ویروس کرونا به سلول‌های انسان، از طریق گیرنده‌های آنزیم مبدل آنژیوتانسین -2 (ACE-2) است که روی سطح سلول قرار دارد.
البته نتیجه‌گیری‌های مطالعه‌ی جدید قطعی نیستند. گروه‌های دیگری که در جستجوی عوامل تأثیرگذار روی شدت کووید ۱۹ بوده‌اند، تأثیر ژن DPP4 را مطرح نکرده‌اند. اما این پژوهش وسوسه‌انگیز است؛ زیرا نشان می‌دهد برخی از داروهای دیابت که پروتئین موجود روی سطح سلول را هدف قرار می‌دهند، می‌توانند به درمان این بیماری کمک کنند. سوانت پابو، متخصص ژنتیک تکاملی در مؤسسه انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک و از نویسندگان مقاله، می‌گوید:
می‌خواهیم یافته‌های خود را به‌سرعت در دسترس دیگران قرار دهیم تا پژوهشگران به‌طور سیستماتیک بررسی کنند که آیا DPP4 می‌تواند هدف درمانی در افراد مبتلا به کووید باشد.
جیان هونگ لو از دانشگاه مرکزی جنوب چین که در پژوهش جدید مشارکتی نداشته است، می‌گوید: «این پیش‌چاپ به شواهد موجود می‌افزاید که نشان می‌دهند DPP4 ممکن است در عفونت SARS-CoV-2 نقش داشته باشد.» او و همکارانش در ماه ژوئن، در مجله‌ی iScience گزارش کردند که DPP4 باید جفت اتصال خوبی برای پروتئین اسپایک باشد که روی سطح ویروس SARS-CoV-2 قرار گرفته است. آن‌ها با مقایسه‌ی توالی‌های آمینواسیدی و ساختارهای بلوری آنزیم و جفت شناخته‌شده‌ی اسپایک (ACE-2) به این نتیجه دست پیدا کردند.
گروه دیگری از پژوهشگران پس از اینکه نشان دادند ویروس کرونا در مطالعات سلولی با آنزیم مذکور پیوندی برقرار نمی‌کند، نقش DPP4 را به‌عنوان گیرنده‌ی SARS-CoV-2 رد کردند. اکنون پابو و هوگو زبرگ، نویسنده‌ی دیگر مقاله که او نیز ژنتیک‌دانی از مؤسسه ماکس پلانک است، دوباره بر نقش DPP4 تأکید می‌کنند.
بیشتر اروپایی‌ها، آسیایی‌ها و بومی‌های آمریکا دارای چند ژن از نئاندرتال‌ها هستند که ۱٫۸ تا ۲٫۶ درصد از DNA آن‌ها را تشکیل می‌دهد. علت این امر، اختلاط برخی از اجداد ما و این خویشاوند نزدیک بوده است.
پژوهشگران قبلا شواهدی کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد داشتن یک قطعه‌ی کروموزومی که به نئاندرتال‌ها برمی‌گردد، از ما در برابر کووید ۱۹ محافظت می‌کند؛ درحالی‌که قطعه ژنی دیگری که روی کروموزوم ۳ قرار دارد، موجب تشدید کووید ۱۹ می‌شود.
مطالعات DNA باستانی فسیل‌های نئاندرتال‌ها نشان داده است که ژن DPP4 انسان‌تباران با ژن انسان معمولی اندکی تفاوت دارد. پابو و زبرگ بررسی کردند که آیا واریانت ژن نئاندرتال یا واریانت‌های گونه‌های منقرض‌شده‌ی دیگر در افرادی که دچار کووید ۱۹ شدید می‌شوند، نسبت به افرادی که عفونی نمی‌شوند، فراوانی بیشتری دارد.
به این منظور، آن‌ها به آخرین داده‌های منتشرشده کووید ۱۹ روی آورند که اطلاعات ژنوم و وضعیت کووید ۱۹ بسیاری از افراد را جمع‌آوری کرده است. پژوهشگران به دنبال نسخه‌های نئاندرتال ژن‌ها در افرادی بودند که دچار کووید ۱۹ شدید بودند و به این ترتیب با روش سریعی توانستند بررسی کنند که آیا این ژن‌های قدیمی روی پاسخ افراد زنده به ویروس کرونا اثر دارد.
زبرگ می‌گوید نسخه‌ی نئاندرتال DPP4 با فراوانی بالاتری در ژنوم ۷۸۸۵ نفر بستری‌شده بر اثر کووید ۱۹ شدید، نسبت به گروه کنترل ظاهر شد. به گزارش پژوهشگران، اگر فردی دارای یک نسخه از واریانت ژن نئاندرتال بود، خطر ابتلا به کووید ۱۹ شدید در صورت عفونی شدن، در او دو برابر است و اگر هر دو نسخه از ژن DPP4 نئاندرتالی بودند، خطر چهار برابر می‌شود.
پژوهشگران تخمین می‌زنند که بین ۱ تا ۴ درصد از اروپایی‌ها و آسیایی‌ها نسخه‌ی نئاندرتال ژن DPP4 را به ارث برده‌اند. سؤال مهم این است که تفاوت‌های نئاندرتال در ژن، چگونه فعالیت ژن یا عملکرد پروتئین را تغییر می‌دهد.
مطالعات گذشته، علاوه بر نشان دادن ارتباط با ویروس کرونای عامل مرس، نشان داده‌اند که این ژن در تجزیه گلوکز یا قند در سلول‌ها نقش دارد؛ به همین علت، DPP4 یکی از اهداف داروهای دیابت است. با‌این‌حال تغییرات نئاندرتال در ژن DPP4 احتمالا به‌طور مستقیم روی شکل یا عملکرد آنزیم تأثیر نمی‌گذارد؛ چراکه این تغییرات در ناحیه‌ی پروموتر ژن هستند که معمولا بر مکان بیان و میزان فعالیت ژن در بدن اثر می‌گذارد.
چنین پژوهشی زیست‌شناسان تکاملی را مجذوب خود می‌کند؛ زیرا نشان می‌دهد انسان‌های مدرن به‌سرعت واریانت‌های ژنی نئاندرتال را به دست آوردند که ممکن است هنوز روی پاسخ برخی از ما در برابر بیماری‌ها در دنیای امروز اثر داشته باشد.
مطالعه ی سال ۲۰۱۸ دیوید اِنار، ژنتیک‌دان دانشگاه آریزونا، نشان داد که انسان‌های زنده تعداد نامتناسبی از واریانت‌های نئاندرتال ژن‌های ایمنی را که ویروس‌های RNA مانند ویروس‌های کرونا را هدف قرار می‌دهند، در مقایسه با ژن‌هایی که در برابر ویروس‌های DNA واکنش نشان می‌دهند، به ارث برده‌اند.
این امر نشان می‌دهد که نئاندرتال‌ها نسبت به انسان‌های مدرن گرفتار ویروس‌های RNA متفاوتی می‌شدند و وقتی با هم تلاقی پیدا کردند، اجداد ما پاتوژن‌های جدید و ژن‌های ایمنی مورد استفاده برای مبارزه در برابر آن میکروب‌ها را از نئاندرتال‌ها گرفتند. لوئیس کینتانا مورسی، متخصص ژنتیک جمعیت از مؤسسه پاستور فرانسه، می‌گوید: «یافته‌های مرتبط با DPP4 نشان می‌دهد که واریانت‌های ژنی که در گذشته به سازگاری انسان‌ها کمک می‌کردند، ممکن است به دنبال تغییر در سبک زندگی و محیط در دنیای امروز مضر باشند.»
به گفته‌ی اِنار، یک راه برای بررسی واقع‌بینانه خطر کووید ناشی از ژن‌های نئاندرتال این است که آن را با احتمال‌های بسیار بالاتر ابتلا به بیماری شدید SARS-CoV-2 به علت فقر و دسترسی ضعیف به مراقبت‌های بهداشتی مقایسه کنیم. وی می‌گوید: «این عوامل اجتماعی-اقتصادی نسبت به هرگونه تأثیر ژنتیکی به ارث‌رسیده از یک نئاندرتال، نقش بسیار بزرگ‌تری دارند.»