Etablierung einer Kohorte zur Untersuchung genetischer Wirtsfaktoren bei SARS-CoV-2-Infektionen und COVID-19-Verläufen (BoSCO-Studie)

Abstract

Die durch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 (engl. severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2) ausgelöste COVID-19 Pandemie hat bereits zu mehreren Millionen Todesfällen geführt (World Health Organization, 2021). COVID-19 ist durch eine stark ausgeprägte Variabilität der klinischen Verläufe charakterisiert. Das Spektrum reicht von milden Symptomen bis hin zu Verläufen mit letalem Ausgang. Ein Teil dieser schweren Verläufe lässt sich durch bekannte Risikofaktoren bei den betroffenen Patienten erklären (Williamson et al., 2020). Doch diese Faktoren allein bieten keine ausreichende Erklärung für die immense Variabilität der klinischen Verläufe. Auch Unterschiede in der Suszeptibilität (Shelton et al., 2021), also der individuellen Anfälligkeit sich mit SARS-CoV-2 zu infizieren, stellen die Frage nach weiteren Faktoren, die zur Individualität von Infektionsabläufen beitragen. <br /> Bereits im 19. Jahrhundert gab es erste Hinweise auf den bedeutenden Einfluss genetischer Wirtsfaktoren auf Infektionserkrankungen. Eine Zwillingsstudie zeigte, dass Kinder von Eltern, die vor dem 50. Lebensjahr an einer Infektion verstorben waren, ein höheres Risiko aufwiesen im Laufe ihres Lebens ebenfalls an einer Infektion zu versterben (Sørensen et al., 1988). Die Ergebnisse einer im Rahmen der COVID-19 Pandemie veröffentlichten Zwillingsstudie unterstützen die Hypothese, dass genetische Wirtsfaktoren auch zur Variabilität von COVID-19 beitragen. In der Studie schätzten Williams et al. die Heritabilität einer „Vorhersage von COVID-19“ auf 31%, sowie von COVID-19 assoziierten Symptomen wie z.B. bei Delir auf 49% (Williams et al., 2020). <br /> Diese Arbeit widmet sich der Frage nach dem Einfluss genetischer Faktoren des Wirts auf die Infektionswahrscheinlichkeit mit SARS-CoV-2 und den klinischen Verlauf von COVID-19. Ziel der Arbeit ist es, ein Kollektiv mit COVID-19 Fällen unterschiedlicher, klinischer Schweregrade und nicht-infizierter Kontrollprobanden zur Sammlung phäno- und genotypischer Daten zusammenzustellen. Hierfür wurde am Institut für Humangenetik im April 2020 die Bonner Studie zur COVID-Genetik (BoSCO) etabliert. Diese umfasst auf phänotypischer Ebene (i) die populationsbasierte Rekrutierung von Infizierten und ihren Haushaltsangehörigen und (ii) die Zusammenarbeit mit weiteren Universitätskliniken zum Einschluss hospitalisierter Patient*innnen. Aus Speichel- oder Blutproben wird DNA isoliert, die anschließend mittels systematischer Technologien auf genetische Varianten untersucht und statistisch ausgewertet werden mit dem Ziel, assoziierte Risikofaktoren des Wirts zu identifizieren. Aufgrund der Notwendigkeit sehr großer Probandenkollektive für multifaktorielle Erkrankungen werden die Analysen derart gestaltet, dass eine Integration in nationale und internationale Konsortien möglich ist. <br /> Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen das Verständnis der biologischen Hintergründe einer SARS-CoV-2-Infektion und COVID-19 Erkrankung fördern, sowie die Entwicklung neuer oder Selektion bereits bekannter Medikamente (engl. drug repurposing) zur Therapie von COVID-19 vorantreiben. Ebenso können die Ergebnisse dazu beitragen, Patienten mit einem besonders hohen Risiko für einen schweren COVID-19 Verlauf frühzeitig zu erkennen und so eine an den Patienten angepasste Therapie im Rahmen personalisierter Medizin zu ermöglichen.