Die SARS-CoV-2-Pandemie hat weltweit etwa 18,2 Millionen Menschenleben gefordert. Historische Infektionskrankheiten haben die Evolution des menschlichen Genotyps beeinflusst und dabei die mitochondriale DNA (mtDNA) und deren codierte Komponenten betroffen.
Mitochondriale Haplogruppen (HG) dienen als genetische Marker, die angesammelte Variationen in der mtDNA über Generationen hinweg durch mütterliche Vererbung widerspiegeln. Diese Marker ermöglichen die Rückverfolgung der Abstammung und die Klassifizierung in verschiedene Haplogruppen. Variationen in HG können zu Aminosäureänderungen in den Untereinheiten der oxidativen Phosphorylierung (OxPhos) führen, die für die Regulierung des Zellstoffwechsels entscheidend sind.
Die meisten genetischen Studien zur Anfälligkeit für Infektionskrankheiten konzentrierten sich auf das Immunsystem. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass mitochondriale Haplogruppen die Überlebensfähigkeit bei Sepsis beeinflussen, insbesondere in Bezug auf die Fähigkeit von Individuen, erhöhte Körpertemperaturen zu tolerieren.
Eine kürzlich in Communications Biology veröffentlichte Studie identifizierte spezifische genetische Varianten in der mtDNA der europäischen Bevölkerung, die möglicherweise Schutz gegen schwere COVID-19-Formen bieten. Sie zeigt, dass der mitochondriale HV-Zweig (HGs H, V und HV) als schützender Faktor gegen die Schwere von SARS-CoV-2 wirkt, unabhängig von der allgemeinen genetischen Vorgeschichte, Komorbiditäten, Alter oder Geschlecht.
Die Studie analysierte Daten von über 14.300 Patienten der SCOURGE-Kohorte und stellte fest, dass Individuen mit bestimmten genetischen Varianten, insbesondere solchen, die mit Haplogruppe HV assoziiert sind, eine geringere Wahrscheinlichkeit hatten, schwere Symptome zu entwickeln. Diese Varianten finden sich in der mtDNA, die ausschließlich von der Mutter vererbt wird und eine entscheidende Rolle bei der Energieproduktion und der Entzündungsreaktion spielt.
Forschungen zu mitochondrialen Haplogruppen haben gezeigt, dass Haplogruppe H Vorteile während Pandemien und Epidemien bietet. Beispielsweise haben Studien höhere Überlebensraten bei Patienten mit HG H im Vergleich zu anderen HGs in Intensivpflege-Sepsis-Situationen dokumentiert.
Patienten mit HG H können höhere Körpertemperaturen tolerieren, was darauf hindeutet, dass Fieber ein Faktor für die beobachteten Überlebensunterschiede sein könnte. Diese aktuelle Studie bestätigt, dass Haplogruppen die Schwere von SARS-CoV-2 signifikant beeinflussen, wobei der HV-Zweig eine besonders schützende Rolle spielt.
Trotz medizinischer Fortschritte, die die Beziehung zwischen Anfälligkeit, Schwere und Überleben bei Infektionskrankheiten verringert haben, bleiben diese Effekte heute relevant. Die untersuchten HG-Marker sind in menschlichen Populationen weit verbreitet und verringern unter normalen physiologischen Bedingungen nicht die Effizienz des oxidativen Phosphorylierungssystems. In extremen Situationen wie Hyperthermie könnten jedoch geringfügige Unterschiede in der Stabilität der Atmungsenzyme die Krankheitsausgänge entscheidend beeinflussen.
Frühere Studien haben gezeigt, dass HG-Marker, die mit HG H verbunden sind, wie 7028C, Schutz gegen schwere Formen von COVID-19 bieten. Die Ergebnisse dieses multivariaten Modells, das auf umfangreichen Patientenkohortendaten basiert, liefern überzeugende Beweise dafür, dass mitochondriale HGs modulatory Faktoren im Risiko für die Entwicklung schwerer Erkrankungen sind, unabhängig von der genetischen Vorgeschichte, Komorbiditäten, Alter oder Geschlecht der Patienten.
Aus evolutionärer Sicht bestätigen diese Ergebnisse die Relevanz des Genotyps H und seinen Einfluss auf die Funktion des oxidativen Phosphorylierungssystems und unterstreichen dessen Rolle im Schutz vor infektiösen Krankheitserregern.