Identificación y estudio de variantes patogénicas en humanos que afectan a la gravedad por COVID-19

Abstract

[ES] La enfermedad de COVID-19 causada por el SARS-CoV-2, desencadenante de la pandemia global en 2020, destaca por su rango de sintomatología variable desde la ausencia de síntomas hasta la insuficiencia respiratoria grave y muerte incluso en individuos previamente sanos. Partiendo de ello, se ha propuesto que los factores genéticos podrían tener un papel crucial en la susceptibilidad y gravedad de la infección. En este contexto, se han utilizado estudios de asociación de genoma completo (GWAS) para identificar polimorfismos de nucleótido único (SNPs) que puedan estar asociados con la predisposición y/o gravedad de infección por SARS-CoV-2. Con el propósito de identificar genes cuyas variantes influyan en la gravedad de COVID-19, se realizó una revisión de estudios GWAS y se recopilaron variantes missense con predicción negativa y otras variantes potencialmente modificadoras de la pauta de lectura utilizando registros de secuenciación de variantes de pacientes. Posteriormente, se evaluó el impacto de dichas variantes utilizando SNP-Set Kernel Association Test (SKAT) y una prueba de Chi Cuadrado. En base a los análisis estadísticos, se seleccionaron dos variantes en dos genes distintos: rs12720356 en el gen TYK2 y rs17279437 en el gen SLC6A20. Así pues, se comprobó mediante mutagénesis in silico que las mutaciones producidas por estas variantes podían causar cambios estructurales significativos y alterar la disposición tridimensional original de sus proteínas. Por consiguiente, utilizando estrategias de transformación en E. coli y transfección de líneas celulares con los cDNAs de ambos genes, se diseñó un procedimiento para la obtención de las proteínas silvestres por Western Blot, que arrojó resultados incompletos y requiere el ajuste de las concentraciones de proteína. Paralelamente, se trazó un proceso de mutagénesis por PCR para introducir las mutaciones de las variantes, no obteniendo colonias que las incorporasen, lo que sugiere una revisión de los materiales y métodos empleados. Así pues, los estudios futuros permitirán comprobar diferencias en la expresión del genotipo silvestre y mutado y determinar si estas mutaciones influyen en la severidad de la infección por SARS-CoV-2.

[EN] COVID-19 disease caused by SARS-CoV-2, which triggered the global pandemic in 2020, is notable for its variable range of symptoms from the absence of symptoms to severe respiratory failure and death even in previously healthy individuals. Based on this, it has been proposed that genetic factors could play a crucial role in the susceptibility and severity of infection. In this context, genome-wide association studies (GWAS) have been used to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) that may be associated with the predisposition and/or severity of SARS-CoV-2 infection. In order to identify genes whose variants influence the severity of COVID-19, a review of GWAS studies was performed and missense variants with negative prediction and other potentially modifying variants of the reading pattern were collected using patient variant sequencing records. The impact of these variants was subsequently assessed using the SNP-Set Kernel Association Test (SKAT) and a Chi Square test. Based on statistical analyses, two variants were selected in two different genes: rs12720356 in the TYK2 gene and rs17279437 in the SLC6A20 gene. Thus, it was verified by in silico mutagenesis that the mutations produced by these variants could cause significant structural changes and alter the original three-dimensional arrangement of their proteins. Therefore, using strategies of transformation in E. coli and transfection of cell lines with the cDNAs of both genes, a procedure was designed to obtain the wild proteins by Western Blot, which yielded incomplete results and requires adjustment of protein concentrations. In parallel, a PCR mutagenesis process was designed to introduce the mutations of the variants, without obtaining colonies that incorporated them, which suggests a review of the materials and methods used. Future studies will therefore allow us to verify differences in the expression of the wild and mutated genotypes and determine whether these mutations influence the severity of SARS-CoV-2 infection.