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Examen des caractéristiques de COVID-19, de la pathogénie, et de la génétique cliniques et virales

La manifestation de la maladie 19 (COVID-19) de coronavirus, qui est provoqué par le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, est considérée peste du siècle la troisième. COVID-19 a été déclaré comme sixième urgence intéressée internationale de santé publique par l'Organisation Mondiale de la Santé (WHO) le 30 janvier 2020. À partir du 27 septembre 2021, la pandémie COVID-19 a prétendu les durées de plus de 4,75 millions.

Étude : Base génétique humaine de la maladie 2019 de coronavirus. Crédit d'image : Naty.M/Shutterstock.com

Étant hautement hétérogène, la gravité de COVID-19 est liée à plusieurs facteurs tels que l'efficacité de quarantaine, à facteurs de santé, à normes sociales, à politiques gouvernementales, à pratiques culturelles, à économie, à caractéristiques virales, à pollution, à climat, et à facteurs hôte-associés. Pour des facteurs hôte-associés, indépendamment d'âge, les maladies préexistantes, le fumage, la bruyère initiale, et les vaccinations précédentes contribuent également à la gravité et à la susceptibilité d'une personne de COVID-19. Les différences au niveau génétique peuvent également être un facteur qui influence des différences dans la susceptibilité et la gravité des personnes souffrant de COVID-19.

Un article synoptique neuf publié dans la transduction du signal de nature et le traitement visé a vérifié les caractéristiques cliniques et virales, la pathogénie, ainsi que la base génétique humaine liée à COVID-19. Cette étude se concentre principalement sur le protecteur et risque des effets des variantes des gènes associés par COVID-19 tels que le gène (ACE) d'enzyme de conversion de l'angiotensine, le gène de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), les groupes sanguins d'ABO, le gène de la sérine 2 de protéase de transmembrane (TMPRSS2), et les génotypes de HLA.

Caractéristiques cliniques de COVID-19

COVID-19 est hétérogène et associé à un large éventail de caractéristiques cliniques. Ceux qui sont infectés avec SARS-CoV-2 peuvent remarquer un large éventail d'effets comprenant asymptomatique, modéré, sévère, aux états critiques. Les la plupart des symptômes communs liés à l'infection COVID-19 sont fièvre, odeur et dysfonctionnement de goût, dyspnée, fatigue, malaise de poitrine, myalgie, anorexie, mal de tête, nausée, diarrhée ou vomissement, obstruction nasale, malaise abdominal, et hémoptyse.

Les patients présentant les formes sévères de COVID-19 peuvent développer la pneumonie qui peut plus plus loin mener au syndrome de détresse respiratoire aigu (ARDS) ou à l'échec multiple d'organe. En outre, en plus d'affecter les voies respiratoires, COVID-19 peut également endommager le coeur, les reins, les vaisseaux sanguins, le tractus gastro-intestinal (GI), le foie, la peau, et le système nerveux.

Anomalies courantes de laboratoire qui ont été trouvées dans les patients COVID-19 comprennent la protéine C réactive accrue, le D-dimère, le glucose, l'aspartate-aminotransférase, la troponine, l'alanine aminotransférase, le procalcitonin, la bilirubine totale, la créatine kinase, et la créatinine, avec l'albumine diminuée. Supplémentaire, on l'a constaté qu'il y avait une augmentation ou une diminution au niveau de la déshydrogénase, des neutrophiles, des lymphocytes, des plaquettes, et des leucocytes de lactate des patients COVID-19.

Des échographies de tomodensitométrie (CT) de poitrine sont souvent exécutées pour déterminer le début de la pneumonie et pour déterminer la gravité de la pneumonie virale.

L'agent pathogène SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 est enveloppé, non segmenté, le virus monocatenaire d'acide ribonucléique de positif-sens (ARN) qui se compose de 29.903 nucléotides en son génome. SARS-CoV-2 appartient au genre Betacoronavirus de la famille de Coronaviridae. Il est 5' recouvert et 3' polyadenylated.

Le génome de SARS-CoV-2 se compose des cadres de lecture ouverts (ORF). ORF1a et ORF1b codent les protéines non-structurelles, alors que l'ORFs restant codent pour les protéines structurelles et annexes.

Les protéines de structure de SARS-CoV-2 comprennent la pointe (s), l'enveloppe (e), la membrane (m), et les protéines du nucleocapsid (n). Les protéines de S, de M, et d'E composent l'enveloppe virale, alors que le rôle de la protéine de N est d'encapsuler le génome viral.

L'enveloppe virale comporte un bilayer de phospholipide se composant des phospholipides et du cholestérol. La présence de ces composantes dans l'enveloppe virale le rend susceptible des détergents, de la chaleur sèche, et des solvants organiques.

La boîte de vitesses de SARS-CoV-2 se produit par l'intermédiaire des voies variées telles que les gouttelettes, le contact direct, l'aérosol, transplacental, et les routes fécal-orales. Les petites gouttelettes portant SARS-CoV-2 peuvent se déplacer des dizaines de mètres et rester viables et infectieuses pendant plusieurs jours.

Variantes mutées de SARS-CoV-2

Les états ont à partir de mai 2021 proposé que les variantes de SARS-CoV-2 qui diffusaient dans le monde entier B.1.617.2, B.1.526, B.1.1.7, et P.1 inclus. La variante B.1.1.7 a été trouvée en septembre 2020 au Royaume-Uni et s'est avérée la première fois pour contenir 21 mutations différentes en son génome.

Deux des mutations de protéine de S les plus importantes concernent le remplacement de N501Y et la mutation del69-70. Le remplacement de N501Y entraîne un changement conformationnel du domaine récepteur-grippant (RBD) et peut augmenter le régime de fatalité. La mutation del69-70 a mené à l'échec d'objectif de S-gène. Deux autres remplacements de protéine de S, L452R dans B.1.617.2 et E484K dans B.1.1.7, peuvent mener aux effets faibles d'anticorps sur des cas d'objectif.

Pathogénie de SARS-CoV-2

L'entrée de SARS-CoV-2 à l'intérieur de la cellule hôte dépend de deux facteurs comprenant la reconnaissance du récepteur ACE2 par la protéine de S et l'amorçage viraux de la protéine de S par TMPRSS2. La sous-unité S1 de la protéine de S grippe au récepteur ACE2, qui est suivi de clivage protéolytique au site S1/S2 par TMPRSS2. Le clivage peut également être provoqué par furin et protéines de cathepsine.

Le clivage a comme conséquence la formation des domaines S1 et S2 indépendants. Le récepteur neuropilin-1 (NRP1) de surface de cellules grippe au site de clivage du S1 et aide également dans l'isolement de S2 de S1. La sous-unité S2 subit alors une modification conformationnelle qui mène par la suite à la fusion de l'hôte et des membranes virales, de ce fait négociant l'entrée du virus dans l'hôte.

Le système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS) est un système complexe qui est responsable de mettre à jour le reste ACE/ACE2 chez l'homme. Overactivation des ZRR peut également être considéré un changement pathophysiologique important qui se produit pendant le COVID-19.

Immunopathogenèse de SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 est connu pour activer acquis et des réactions immunitaires innées. En outre, il entraîne les tempêtes de cytokine, qui sont des réactions inflammatoires excessives provoquées par des hauts niveaux des cytokines de diffusion.

SARS-CoV-2 est trouvé par les configurations moléculaires agent-associées (PAMPs) par les récepteurs de reconnaissance des formes (PRRs). La reconnaissance du virus mène à l'activation d'une voie de signalisation qui fait éventuel relâcher les cellules immunitaires innées les médiateurs inflammatoires.

Dans le cas de l'immunité acquise, le virus vise la protéine de la pointe CD147 du lymphocyte T. Le virus grippe avec le type I et II des molécules de MHC et est présenté aux lymphocytes T CD8 et CD4.

Le rétablissement des cytokines et des médiateurs proinflammatory est provoqué par les lymphocytes T CD4 qui aident à activer d'autres cellules immunitaires. Des lymphocytes B sont directement activés par SARS-CoV-2 et produisent les anticorps de G qui augmentent également le rétablissement des cytokines proinflammatory.

La tempête de cytokine entraîne des lésions tissulaires, le dysfonctionnement de fuselage, et éventuel la mort considérables. Les études récentes ont constaté que hors de toutes les cytokines inflammatoires, l'interleukine 6 (IL-6) a joué un rôle important dans le développement des tempêtes de cytokine. Ainsi, beaucoup de chercheurs que SARS-CoV-2 entraîne une chémokine, plutôt qu'une cytokine, tempête ont conclu le.

Gènes des lieux autosomiques qui sont associés à COVID-19

2q24.2 et l'interféron-induit avec le gène du domaine 1 de la hélicase C (IFIH1)

La protéine IFIH1 est un PRR qui est connu pour déclencher l'immunité innée ainsi que la protéine antivirale mitochondriale. La variante rs1990760 (p.Ala946Thr) du gène IFIH1 s'est avérée pour marquer franchement avec l'expression accrue du gène Si-induit viral de gènes de résistance et de l'IFIH1. Ainsi, le T-allèle rs1990760 est capable de fournir la résistance à COVID-19 à ses transporteurs.

3p21.31

La batterie de gènes 3p21.31 comporte gène comme un facteur de transcription de tirette de leucine le 1 (LZTFL1), le gène du membre 20 de la famille 6 de protéine porteuse de corps dissous (SLC6A20), le FYVE et le gène autophagy de l'adaptateur 1 de domaine d'enroulé-bobine (FYCO1), le gène du récepteur 1 de chémokine de motif de X-C (XCR1), le gène du récepteur 6 de chémokine de motif de C-X-C (CXCR6), et le gène du récepteur 9 de chémokine de motif de cc (CCR9). Ce boîtier est susceptible de l'insuffisance respiratoire due à COVID-19 et est également responsable des infections COVID-19 sévères.

6p21.3 et génotype de HLA

Le système HLA comporte approximativement 27.000 allèles. Les différences génétiques entre les sous-types du gène de HLA peuvent modifier le procédé du viral infection.

Certains gènes de HLA sont considérés les présentateurs intenses, alors que d'autres sont de faibles présentateurs considérés. Les génomes des personnes qui comportent les faibles présentateurs sont susceptibles de COVID-19, alors que les présentateurs intenses assurent la protection contre COVID-19. Les différences en gènes de HLA peuvent également aider à déterminer la gravité de COVID-19 basé sur les gènes qui sont présents dans différentes personnes.

9q34.2 et l'ABO, l'alpha 1-3-N-acetylgalactosaminyltransferase et l'alpha gène 1-3-galactosyltransferase (ABO)

Les groupes sanguins d'A, de B, et d'O sont connus pour posséder les antigènes d'A, de B, et de H, respectivement. Le gène de codage d'antigène comporte des allèles d'A, de B, et d'O et est exprimé en quatre phénotypes génétiques.

La susceptibilité et la survie à COVID-19 peuvent être liées aux groupes sanguins d'ABO. Les personnes avec le groupe sanguin d'A ont un risque d'infection plus élevé, alors que ceux avec du sang d'O sont associés à une meilleure protection contre COVID-19.

11p15.5 et le gène interféron-induit de la protéine 3 de transmembrane (IFITM3)

L'IFITM3 comporte le C-allèle rs12252 qui peut être lié à la gravité de la maladie dans les patients COVID-19. L'Un-allèle rs34481144 avoisinant entraîne la méthylation du promoteur IFITM3 qui, consécutivement, diminue l'expression de l'ARN messager (ARNm) en lymphocytes T CD8 et augmente ainsi la susceptibilité à COVID-19.

12q24.33 et le gène du golgin A3 (GOLGA3)

Le gène GOLGA3 est connu pour coder la protéine complexe-associée de Golgi qui participe à l'apoptose, à positionner de Golgi, au transport de protéine, et à la spermatogenèse. GOLGA3 peut contribuer à la gravité COVID-19 en influençant des interactions entre SARS-CoV-2 et les voies immunisées innées.

13q12.3 et le gène élevé du cadre de groupe de mobilité 1 (HMGB1)

Le gène HMGB1 code une protéine obligatoire d'ADN, qui peut augmenter la susceptibilité COVID-19 en induisant la tempête de cytokine et l'expression d'ACE2 en cellules épithéliales alvéolaires.

15q26.1 et le gène de FURIN

Le gène de FURIN code un convertase de protéine qui entraîne le clivage de la protéine de SARS-CoV-2 S dans deux sous-unités, S1 et S2. La sous-unité S2 alors fait produire la fusion entre du viral et héberge des membranes, de ce fait provoquant l'infection.

17q23.3 et le gène d'ACE

La mise en place de l'élément d'Alu dans l'intron 16 d'ACE mène au rapetissement de protéine et à une perte de domaine actif de protéine en Je-allèle d'ACE, alors qu'aucun un tel effet n'a lieu sur le D-allèle d'ACE. La variabilité d'ACE est déterminée par les populations de variante d'ACE I/D en général. Les régimes de guérison et de prévalence de COVID-19 dépendent également du rapport de la fréquence de l'allèle d'ACE I/D, ainsi que des variations géographiques de la variante d'ACE I/D.

19q13.32 et le gène de l'apolipoprotéine E (APOE)

Le gène d'APOE comporte trois allèles courants de ε2, de ε3, et de ε4. Des personnes qui sont homozygotes pour l'APOE ε4 se sont avérées pour avoir deux fois le risque de avoir COVID-19. Le génotype homozygote de l'APOE ε4ε4 est associé à un plus gros risque de avoir COVID-19 sévère dû aux voies proinflammatory et au fonctionnement de lipoprotéine obtenant affecté.

21q22.3 et le gène TMPRSS2

Les variantes de gène de TMPRSS2 jouent un rôle majeur en déterminant la polarisation en fonction du sexe de la susceptibilité COVID-19 et de la gravité. Les trois variantes les plus courantes sont rs61299115, rs4303794, et rs11088551. Ces variantes ont une haute fréquence dans la population globale, alors que leur fréquence est beaucoup inférieure dans la population de l'Asie de l'Est.

Gènes des lieux de X ou de Y liés à COVID-19

Sexisme de COVID-19

Selon la théorie de Léon, l'inactivation de chromosome X (XCI) a lieu dans les femelles vers la fin de l'étape de blastocyste. Le procédé complet d'inactivation est réglé par deux le non-codage RNAs qui condensent un chromosome X dans une structure compacte connue sous le nom de fuselage de Barr et met à jour un autre chromosome X actif. Peu des gènes de X-linked sont capables de l'évasion de XCI.

L'évasion de XCI peut être variable dans les personnes parce que quelques cellules expriment la copie maternelle tandis que d'autres expriment la copie paternelle. La présence de n'importe quelle variante de gène anormal est dérivée dans les femelles ; cependant, en mâles, elles sont exprimées phénotypique. Ceci explique la relation entre SARS-CoV-2 et sexisme.

Xp22.2 et le gène TLR7

Le gène TLR7 code pour les récepteurs comme un péage qui sont responsables de la reconnaissance et de la réaction antivirale contre SARS-CoV-2. Les études indiquent que l'émergence de la perte de variantes (LOF) de fonctionnement dans le gène TLR7 peut mener à la susceptibilité accrue à COVID-19.

Xp22.22 et le gène ACE2

Le gène ACE2 code un carboxydipeptidase de dipeptidyl contenant un peptide signal de N-terminal et un AC - domaine comme collectrin terminal. Le rétablissement des variantes ACE2 mène au changement de la susceptibilité COVID-19, ainsi qu'à la mortalité.

L'expression hétérogène d'ACE2 dans différentes ethnies peut également être responsable des réactions différentielles de population à COVID-19. En outre, l'expression ACE2 peut être augmentée dans XCI de travers dû de femelles, qui pourrait expliquer la gravité inférieure de COVID-19 dans les femelles par rapport aux mâles.

Xq12 et le gène de récepteur aux androgènes (AR)

L'élément obligatoire de l'AR est une part importante du promoteur TMPRSS2 où le grippement d'androgène et le règlement transcriptionnel a lieu. La variation de longueur du gène de l'AR est associée à un COVID-19 plus sévère dans les mâles.

Conclusion

SARS-CoV-2 continue à infecter et entraîner les morts de beaucoup de personnes dans le monde entier. Par conséquent, la connaissance au sujet de la relation entre COVID-19 et polarisation génétique d'hôte peut aider à indiquer des biomarqueurs pour les personnes qui sont à un haut risque de remarquer les effets sévères de COVID-19.

Cette information peut également aider à fournir les objectifs thérapeutiques potentiels. L'examen critique de grande puissance des médicaments potentiels ainsi que des études thérapeutiques expérimentales aidera dans le développement d'un médicament ou de repurposing neuf d'un médicament existant pour la demande de règlement de COVID-19.

Journal reference:
  • Deng, H., Yan, X., & Yuan, L. (2021). Human genetic basis of coronavirus disease 2019. Nature Signal Transduction and Targeted Therapy 6(344). doi:10.1038/s41392-021-00736-8.
Suchandrima Bhowmik

Written by

Suchandrima Bhowmik

Suchandrima has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Microbiology and a Master of Science (M.Sc.) degree in Microbiology from the University of Calcutta, India. The study of health and diseases was always very important to her. In addition to Microbiology, she also gained extensive knowledge in Biochemistry, Immunology, Medical Microbiology, Metabolism, and Biotechnology as part of her master's degree.

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