Tutkimuksessa tunnistettu useita koronainfektion vakavalle muodolle altistavia geenejä

Helsingin yliopiston tutkijoiden koordinoima maailmanlaajuinen tutkimushanke on yksi suurimmista koskaan toteutetuista genomitutkimuksista.

Helsingin yliopiston tutkijoiden Andrea Gannan ja Mark Dalyn aloitteesta käynnistetyn kansainvälisen Covid-19 Host Genomics Initiative -tutkimusprojektin tulokset ovat paljastaneet 13 koronavirusinfektiolle tai covid-19-taudin vakavalle muodolle altistavaa geenialuetta. Lisäksi tutkimuksessa pystyttiin vahvistamaan tupakoinnin ja ylipainon merkitys covid-19-taudin riskitekijöinä. Tupakointi suurensi tutkimuksen mukaan erityisesti sairaalahoitoon joutumisen riskiä.

Tutkimuksen tämänhetkiset tulokset on julkaistu arvostetussa Nature-tiedelehdessä. Julkaisussa on mukana yli 3300 tutkijaa 61:stä eri tutkimushankkeesta ja 25:stä eri maasta. Maailmanlaajuista tutkimusyhteistyötä koordinoivat Helsingin yliopisto ja Broad Institute.

Tuloksista apua uusien lääkehoitojen kehittämiseen

Nyt julkaistut tulokset perustuvat lähes viidenkymmenen tuhannen koronavirusinfektion saaneen potilaan ja noin kahden miljoonan kontrollihenkilön DNA-näytteiden vertailuihin. Potilaista lähes 14 000 on joutunut sairaalahoitoon. Suomesta tutkimuksessa on mukana FinnGen-tutkimuksen kautta 810 koronavirusinfektioon sairastunutta henkilöä.

Tutkimuksessa esiin nousseet vakavalle taudille altistavat geenialueet sisältävät sekä keuhkojen toimintaan vaikuttavia että immuunipuolustuksen kannalta merkittäviä geenejä.

Tutkittavien moninainen etninen tausta osoittautui geenilöydösten kannalta olennaiseksi tekijäksi. Kaksi nyt tunnistetuista 13 geneettisestä riskitekijästä löydettiin aasialaista alkuperää edustavien aineistojen perusteella. Näistä tutkimusryhmä nostaa esiin erityisesti FOXP4-geenin, joka on tunnettu keuhkosyövän riskigeeni.

Muita sairausmekanismien ymmärtämisen kannalta erityisen mielenkiintoisia löydöksiä ovat DPP9-geeni ja autoimmuunisairauksiin yhdistetty TYK2-geeni. Näiden ajatellaan vaikuttavan sairauden myöhemmässä vaiheessa keuhkoja vaurioittavan tulehdustilan kehittymiseen.

– Useat tunnistamistamme vakavan covid-19-taudin riskigeeneistä ovat lääkekehityksen kannalta mielenkiintoisia kohteita ja niihin kohdistuvat hoidot voisivat osaltaan parantaa vaikeaa covid-19-tautia sairastavien potilaiden hoitoa. Rokotusten etenemisestä huolimatta tulemme vielä pitkään elämään tämän sairauden kanssa ja uusia lääkkeitä tarvitaan, sanoo yksi hankkeen päätutkijoista, Mari Niemi Helsingin yliopistosta.

Parhaillaan hankkeessa kerätään tietoa pitkittyneeseen koronaan eli niin sanottuun long covidiin sairastuneista potilaista. Tavoitteena on selvittää, löytyykö myös sen taustalta geneettisiä riskitekijöitä.

Geenitutkimus on uusi ase taistelussa infektiotauteja vastaan

Heti koronapandemian alkuvaiheessa maaliskuussa 2020 tutkijat ympäri maailman yhdistivät voimansa selvittääkseen, selittävätkö yksilölliset geneettiset ominaisuudet covid-19-taudin saaneiden henkilöiden oirekuvaa. Lisätietoa siitä, miksi osa potilaista on täysin oireettomia ja osalle tulee hyvin vakavia, sairaalahoitoa vaativia oireita, kaivataan edelleen kipeästi.

– Tutkimuksemme on erinomainen esimerkki siitä, miten potilaiden DNA-näytteisiin perustuvaa geenitutkimusta voidaan tehokkaasti hyödyntää myös infektiosairauksien ymmärtämiseksi, toteaa tutkimusta koordinoinut Suomen molekyylilääketieteen instituutissa FIMMissä työskentelevä tilastollisen genetiikan ja epidemiologian tutkija Andrea Ganna.

– Tähän saakka näin laajamittainen geneettinen tutkimus on kohdistunut lähinnä yleisiin kroonisiin sairauksiin ja syöpiin. Infektiosairauksien osalta geenitutkimuksessa on selvästikin paljon hyödyntämätöntä potentiaalia, Ganna korostaa.

FIMM:in johtajan Mark Dalyn mukaan tutkimushankkeen onnistuminen ja sen tieteelliset tulokset todistavat myös sen, miten tärkeitä ovat Suomessa tehdyt investoinnit, jotka mahdollistavat FinnGen-tutkimusaineiston tuottamisen ja geneettiset ja tilastolliset tutkimusanalyysit mahdollistavien infrastruktuurien ylläpitämisen.

– Näiden investointien ansiosta olemme nyt siinä asemassa, että olemme voineet ottaa vetovastuun tästä tärkeästä maailmanlaajuisesta hankkeesta. En keksi parempaa tapaa osoittaa, miten tärkeää Suomelle tässä tilanteessa olisi kasvattaa tutkimusrahoitusta leikkaamisen sijaan!

Kansainvälinen yhteistyö ja mittava aineisto mahdollistivat nopeita tuloksia

Tutkimuksen toteuttamiseksi kerättiin ja yhdistettiin eri kansallisuuksia edustavia tutkimusaineistoja biopankkihankkeista, sairaaloista, tutkimuslaitoksista ja kaupallisia geenitestejä tarjoavista yrityksistä.

Yhteistyö ja nopeasti karttuva näytemäärä mahdollistivat luotettavien tulosten tuottamisen paljon nopeammin kuin yksittäisten tutkimusryhmien toteuttamissa tutkimuksissa. Toisaalta tutkimuksen koordinoijilta kymmenien eri aineistojen yhdistäminen on vaatinut paljon työtä. FIMMin tutkijat ovat muokanneet toimitetut aineistot yhtenäiseen muotoon ja tehneet tutkimuksessa tarvittavat tilastolliset analyysit.

Hankkeeseen osallistuvat tutkimusryhmät ovat sitoutuneet poikkeuksellisen avoimeen tapaan tehdä yhteistyötä. Myös tapa, jolla tuloksia julkaistaan, poikkeaa perinteisestä. Tutkimuskonsortio julkaisee tuottamansa päivitetyt tuloskatsaukset säännöllisesti hankkeen verkkosivuilla.

Nyt kehitettyjä poikkeuksellisia yhteistyömalleja pystytään hyödyntämään myös tulevaisuudessa mahdollisten uusien pandemioiden iskiessä.

Lisätietoja

Mari Niemi, tutkijatohtori, Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM, HiLIFE, Helsingin yliopisto
mari.e.niemi@helsinki.fi
p. 050 322 8106

Andrea Ganna, vanhempi tutkija, Suomen molekyylilääketieteen instituutti FIMM, HiLIFE, Helsingin yliopisto
andrea.ganna@helsinki.fi
p. 050 472 9820
(haastattelut englanniksi)

Alkuperäinen julkaisu: The COVID-19 Host Genetics Initiative: Mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. Online July 8, 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-03767-x

Lisätietoja tutkimuksesta Host Genetics Initiative -hankkeen sivuilla:

https://www.covid19hg.org/