Пандемия SARS-CoV-2 унесла около 18,2 миллиона жизней по всему миру. Исторические инфекционные агенты влияли на эволюцию человеческого генотипа, затрагивая митохондриальную ДНК (мтДНК) и ее закодированные компоненты.
Митохондриальные гаплогруппы (ГГ) служат генетическими маркерами, отражающими накопленные вариации в мтДНК на протяжении поколений благодаря материнскому наследованию. Эти маркеры позволяют отслеживать предков и классифицировать людей по различным гаплогруппам. Некоторые из этих вариаций в ГГ приводят к изменениям аминокислот в подединицах окислительного фосфорилирования (ОФ), которые играют ключевую роль в регуляции клеточного метаболизма.
Большинство генетических исследований по восприимчивости к инфекционным заболеваниям сосредоточено на иммунной системе. Тем не менее, есть доказательства, указывающие на влияние митохондриальных гаплогрупп на выживаемость при сепсисе, особенно в отношении способности людей переносить повышение температуры тела.
Недавнее исследование, опубликованное в Communications Biology, выявило, что определенные генетические варианты в мтДНК европейской популяции могут обеспечивать защиту от тяжелых форм COVID-19. Оно показывает, что митохондриальная ветвь HV (ГГ H, V и HV) выступает в качестве защитного фактора против тяжести SARS-CoV-2, независимо от общей генетической предрасположенности, сопутствующих заболеваний, возраста или пола.
В исследовании были проанализированы данные более 14 300 пациентов из когорты SCOURGE, и было установлено, что лица с определенными генетическими вариантами, особенно связанными с гаплогруппой HV, имели меньшую вероятность развития тяжелых симптомов. Эти варианты встречаются в мтДНК, которая наследуется исключительно от матери и играет важную роль в производстве энергии и воспалительной реакции.
Исследования митохондриальных гаплогрупп показали, что гаплогруппа H предоставляет преимущества во время пандемий и эпидемий. Например, в исследованиях были зафиксированы более высокие показатели выживаемости у пациентов с ГГ H по сравнению с другими ГГ в ситуациях сепсиса в отделениях интенсивной терапии.
Пациенты с ГГ H могут переносить более высокие температуры тела, что указывает на то, что лихорадка может быть фактором, влияющим на наблюдаемые различия в выживаемости. Это недавнее исследование подтверждает, что гаплогруппы существенно влияют на тяжесть SARS-CoV-2, причем ветвь HV играет особенно защитную роль.
Несмотря на медицинские достижения, которые снизили связь между восприимчивостью, тяжестью и выживаемостью при инфекционных заболеваниях, эти эффекты остаются актуальными и сегодня. Изученные маркеры ГГ широко распространены в человеческих популяциях и не снижают эффективность системы окислительного фосфорилирования в нормальных физиологических условиях. Однако в экстремальных ситуациях, таких как гипертермия, небольшие различия в стабильности дыхательных комплексов могут критически влиять на исход болезни.
Предыдущие исследования показали, что маркеры гаплогрупп, связанные с ГГ H, такие как 7028C, обеспечивают защиту от тяжелых форм COVID-19. Результаты этой многовариантной модели, основанные на данных об обширной когорте пациентов, предоставляют убедительные доказательства того, что митохондриальные ГГ являются модулирующими факторами риска развития тяжелых заболеваний, независимо от генетического фона, сопутствующих заболеваний, возраста или пола пациентов.
С эволюционной точки зрения эти результаты подтверждают значимость генотипа H и его влияние на функции системы окислительного фосфорилирования, подчеркивая его роль в защите от инфекционных патогенов.