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The genetic make-up of an individual contributes to the susceptibility and response to viral infection. Although environmental, clinical and social factors have a role in the chance of exposure to SARS-CoV-2 and the severity of COVID-191,2, host genetics may also be important. Identifying host-specific genetic factors may reveal biological mechanisms of therapeutic relevance and clarify causal relationships of modifiable environmental risk factors for SARS-CoV-2 infection and outcomes. We formed a global network of researchers to investigate the role of human genetics in SARS-CoV-2 infection and COVID-19 severity. Here we describe the results of three genome-wide association meta-analyses that consist of up to 49,562 patients with COVID-19 from 46 studies across 19 countries. We report 13 genome-wide significant loci that are associated with SARS-CoV-2 infection or severe manifestations of COVID-19. Several of these loci correspond to previously documented associations to lung or autoimmune and inflammatory diseases3,4,5,6,7. They also represent potentially actionable mechanisms in response to infection. Mendelian randomization analyses support a causal role for smoking and body-mass index for severe COVID-19 although not for type II diabetes. The identification of novel host genetic factors associated with COVID-19 was made possible by the community of human genetics researchers coming together to prioritize the sharing of data, results, resources and analytical frameworks. This working model of international collaboration underscores what is possible for future genetic discoveries in emerging pandemics, or indeed for any complex human disease.
Bipolar disorder (BD) is a genetically complex mental illness characterized by severe oscillations of mood and behavior. Genome-wide association studies (GWAS) have identified several risk loci that together account for a small portion of the heritability. To identify additional risk loci, we performed a two-stage meta-analysis of >9 million genetic variants in 9,784 bipolar disorder patients and 30,471 controls, the largest GWAS of BD to date. In this study, to increase power we used ~2,000 lithium-treated cases with a long-term diagnosis of BD from the Consortium on Lithium Genetics, excess controls, and analytic methods optimized for markers on the Xchromosome. In addition to four known loci, results revealed genome-wide significant associations at two novel loci: an intergenic region on 9p21.3 (rs12553324, p = 5.87×10-9; odds ratio = 1.12) and markers within ERBB2 (rs2517959, p = 4.53×10-9; odds ratio = 1.13). No significant X-chromosome associations were detected and X-linked markers explained very little BD heritability. The results add to a growing list of common autosomal variants involved in BD and illustrate the power of comparing well-characterized cases to an excess of controls in GWAS.
T-Zellen spielen bei der Immunüberwachung der peripheren Organe wie der Haut eine zentrale Rolle. Sie wandern als naive T-Zellen kontinuierlich in großer Zahl in den Paracortex der peripheren Lymphknoten ein. Die Lymphknoten dienen der Konzentration von antigenem Material, das in der Periphere von professionellen Antigen-präsentierenden Zellen aufgenommen und in die Lymphknoten transportiert wird. Dort treten die Antigen-präsentierenden Zellen in engen, physischen Kontakt mit naiven, Antigen-spezifischen T-Zellen und aktivieren diese. Neben der Aktivierung in diesem definierten anatomischen Kontext kommt es auch zur Aufregulation eines Codes spezifischer Adhäsionsmoleküle, die die Invasion in dasjenige Organ zur Folge hat, aus dem das Antigen drainiert wurde. Dieses organspezifische Rezirkulationsverhalten wird „Homing“ genannt und hat eine optimierte Antigenabwehr zur Folge, da unterschiedliche Antigene typischer Weise mit unterschiedlicher Frequenz in verschiedenen Organen anzutreffen sind. .... Ziel des ersten Teils der Arbeit war es somit, Auslöser der genannten entzündlichen Dermatosen molekular zu charakterisieren. Ausgehend von der klinischen Beobachtung, daß bakterielle Infektionen bzw. Besiedelung mit Gram-positiven Erregern diesen Erkrankungen vorangehen, wollten wir die Bedeutung von bakteriellen Superantigenen näher untersuchen, da diese Substanzen aufgrund ihrer starken, T-Zell stimulierenden Eigenschaften als Kandidatenmoleküle für die Induktion von T-Zell mediierten Dermatosen in Frage kamen. Dazu etablierten wir für die Psoriasis vulgaris ein xenogenes Transplantationsmodell. Bei diesem wurde humane Haut von gesunden Kontrollen oder periläsionale Haut von Patienten mit Psoriasis vulgaris auf immundefiziente SCID-Mäuse transplantiert. Die repetitive Injektion eines bakteriellen Superantigens induzierte ausschließlich bei Psoriatikern, nicht jedoch bei gesunden Kontrollen, einen psoriatischen Phänotyp. Diese Ergebnisse lassen zwei Schlüsse zu: (I) Ein bakterielles Superantigen ist unter bestimmten Voraussetzungen ausreichend, um eine Psoriasis zu induzieren. (II) Ein bestimmtes, evt. genetisch determiniertes Mikromilieu der Haut ist Voraussetzung für die Induktion der Psoriasis durch das Superantigen. ... Im zweiten Teil der Arbeit gingen wir der Frage nach, inwiefern Veränderungen des Hautimmunsystems nachweisbar sind, die auf bakterielle Superantigene zurückzuführen sind. In unseren Untersuchungen setzten wir dabei zwei Schwerpunkte: (I) Das T-Zell Rezeptor (TCR) Vbeta Repertoire, da Superantigene alpha/beta+ T-Zellen in TCR Vbeta spezifischer Weise aktivieren und (II) Adhäsionsmoleküle unter besonderer Berücksichtigung des Haut-spezifischen Adhäsionsmoleküls CLA, da T-Zell Adhäsionsmoleküle aktivierungsabhängig reguliert werden und eine veränderte T-Zell Migration in pathophysiologische Vorgänge involviert ist. Die Untersuchungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut erfolgten an der Psoriasis vulgaris als Modell einer T-Zell vermittelten Immundermatose, die – wie oben gezeigt – u.a. durch bakterielle Superantigene induziert werden kann. Im Gegensatz zu Untersuchungen zur „akuten“ Form der Psoriasis, der Psoriasis guttata, bei der Superantigen-mediierte Veränderungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut im Vergleich zum Blut nachgewiesen werden konnten, fanden wir und auch andere Arbeitsgruppen bei der chronisch-stationären Form der Psoriasis keine Veränderungen des TCR Vbeta Repertoires der Haut, das für einen Superantigen-mediierten Effekt spricht. Aus diesen und anderen Befunden entwickelten wir ein pathophysiologisches Konzept der Psoriasis, bei dem Superantigene zwar in die Induktion, nicht jedoch in die Aufrechterhaltung des Erkrankungsprozesses involviert sind. ...