Covid e genoma: su Nature il più grande studio mai realizzato

“COVID-19 Host Genomics Initiative” coinvolge 3500 scienziati da 25 paesi diversi. I ricercatori italiani apripista con i primi studi nella primavera 2020. 

Nel Marzo del 2020, mentre la letalità del virus SARS-CoV-2 in Italia è straordinariamente più alta che altrove, i medici si accorgono che non tutte le persone si ammalano con la stessa gravità, da qui una domanda: quali fattori genetici influenzano lo sviluppo di una malattia grave o letale, piuttosto che di sintomi lievi o del tutto assenti? Ad aprile 2020, quattro ricercatori Humanitas pubblicano in Open Access uno dei primi studi sulla genetica di COVID-19, lavoro presto approfondito grazie ad un consorzio tra Italia, Spagna, Germania e Norvegia. Come loro, tanti scienziati nel mondo iniziano a cercare nei geni una risposta al quesito clinico. Oggi, sulla prestigiosa rivista Nature, viene pubblicato uno dei più grandi studi di associazione sull’intero genoma mai eseguiti che racchiude anche quei primi sforzi: quasi 50.000 pazienti COVID-19, 2 milioni di controlli su cittadini non infetti, oltre 3500 autori per 61 sotto-studi provenienti da 25 paesi.

Questo grande impegno globale, “COVID-19 Host Genomics Initiative”, ha permesso di individuare 13 loci, o posizioni nel genoma umano, che sono fortemente associati al rischio di infezione da SARS-CoV-2 o alla gravità della malattia. I risultati potrebbero aiutare a identificare target per future terapie e dimostrare l’utilità degli studi genetici nella comprensione delle malattie infettive.

“COVID-19 Host Genomics Initiative” è stato fondato nel marzo 2020 da Andrea Ganna, group leader presso l’Institute for Molecular Medicine Finland (FIMM) dell’Università di Helsinki e da Mark Daly, direttore di FIMM e membro del Broad Institute del MIT e di Harvard di Boston, Massachusetts. L’iniziativa è diventata una delle più estese collaborazioni nel campo della genetica umana. Nell’area milanese, oltre a Humanitas, hanno partecipato l’Università degli studi di Milano e l’Università degli studi di Milano Bicocca, che collaborano ad un progetto chiamato GENIUS (GENetics AgaInst CoronavirUS), sostenuto anche da una donazione di Intesa Sanpaolo.

Sfruttare la diversità genetica per conoscere meglio COVID-19

Il consorzio “COVID-19 Host Genomics Initiative” ha raccolto dati clinici e genetici da quasi 50.000 pazienti positivi al virus e 2 milioni di controlli provenienti da numerose biobanche, studi clinici e società private. “Grazie alla enorme quantità di dati raccolti da tutto il mondo – osserva la Prof.ssa Rosanna Asselta    docente di Genetica Medica di Humanitas University, che ha coordinato il contributo di Humanitas – siamo stati in grado di produrre analisi statisticamente solide molto più rapidamente, e da una maggiore diversità di popolazioni, rispetto a quanto sarebbe stato possibile fare da parte di uno o pochi gruppi di ricerca”.

“Abbiamo avuto molto più successo rispetto a esperienze passate nel comprendere il ruolo della diversità genetica perché abbiamo partecipato ad uno sforzo concertato per raggiungere le popolazioni di tutto il mondo – conferma il Prof. Stefano Duga    ricercatore di Humanitas e docente di Biologia Molecolare di Humanitas University. Il lavoro da fare è ancora molto, ma siamo sulla strada giusta per comprendere meglio questa malattia”.

Dei 13 loci identificati finora dal team del consorzio globale, due avevano frequenze più elevate tra i pazienti dell’Asia orientale o dell’Asia meridionale rispetto a quelli di origine europea. Uno di questi due loci, in particolare, è vicino al gene FOXP4, che è collegato al cancro del polmone. La variante FOXP4 associata a forme clinicamente gravi di COVID-19 aumenta l’espressione del gene, suggerendo che l’inibizione del gene potrebbe essere una potenziale strategia terapeutica. Questo sottolinea l’importanza di analizzare campioni provenienti da popolazioni con background genetico diverso.

Altri loci associati a COVID-19 grave includono DPP9, un gene coinvolto anche nel cancro del polmone e nella fibrosi polmonare, e TYK2, che è implicato in alcune malattie autoimmuni.

Dalla genetica alle terapie

Sebbene i vaccini conferiscano protezione contro l’infezione, c’è ancora un notevole margine di miglioramento nel trattamento del COVID-19, che può avvalersi dei risultati delle analisi genetiche. “Meglio riusciamo a curare il COVID-19, più la comunità medica saprà gestire la malattia e il suo impatto sulla società. A questo scopo, il consorzio globale ha reso immediatamente disponibili alla comunità scientifica i dati raccolti, in modo da accelerare il più possibile le ricerche da parte di altri scienziati. Lo scopo è quello di scoprire strategie terapeutiche che consentano, grazie al contributo della genetica nel comprendere i meccanismi molecolari della malattia, di utilizzare farmaci già esistenti (il cosiddetto “drug repurposing”) che potrebbero portare rapidamente a nuove terapie”, spiega la Prof.ssa Rosanna Asselta di Humanitas.

Un nuovo modo di fare scienza

Gli scienziati sono stati in grado di arrivare a questi risultati grazie collaborazione, spirito di condivisione dei dati, trasparenza e l’urgenza che deriva dal sapere che il mondo intero affronta la stessa minaccia. I genetisti, che lavorano regolarmente con grandi set di dati, conoscono da molto tempo i vantaggi della collaborazione aperta.

In futuro questa esperienza, che ha dimostrato l’utilità degli studi genetici nella comprensione delle malattie infettive, potrà essere un esempio di collaborazione internazionale sul fronte della Ricerca.

L’inizio degli studi in Humanitas

Il primo studio osservazione sulla popolazione italiana, condotto in Humanitas a Marzo 2020 da Stefano Duga, Rosanna Asselta, Elvezia Maria Paraboschi e Alberto Mantovani anche grazie al supporto di Dolce&Gabbana, era volto a comprendere i fattori che influenzano la suscettibilità all’infezione, la gravità del decorso clinico della malattia e la maggiore severità dei sintomi che si osservano negli uomini rispetto alle donne malate di COVID-19. Dallo studio sono emerse informazioni sulla frequenza di varianti in geni importanti per l’infezione che causa COVID-19 nella popolazione italiana, che sono stati messi a disposizione di studiosi di tutto il mondo. I risultati ottenuti hanno fornito le basi per offrire una migliore assistenza ai pazienti affetti da COVID-19 e per identificare strategie terapeutiche più efficaci per affrontare questa difficile emergenza sanitaria.