Das Institut für Humangenetik und Angewandte Genomik bündelt in der Pandemiekrise durch SARS-CoV-2 seine Kräfte, um die COVID-19-Forschung zu unterstützen. Im April 2020 wurde innerhalb des Instituts eine multidisziplinäre Gruppe gebildet, um die Krankheit mit Hilfe von Genomik, Humangenetik, Immunologie und Bioinformatik zu bekämpfen. Die Gruppe konzentrierte sich auf die Entwicklung von Methoden zur Charakterisierung des SARS-CoV-2-Genoms. Die Identifizierung von Mutationen im Virusgenom wird verwendet, um die Ausbreitung der Krankheit weltweit zu untersuchen und SARS-CoV-2-Varianten zu überwachen. Als Vorstandsmitglied der deutschen COVID19 OMICS Initiative (https://decoi.eu/) setzen wir uns dafür ein, Expertise in Genomik und Datenanalyse einzubringen, um die COVID19-Forschungsgemeinschaft zu unterstützen.
Identifizierung humangenetischer Faktoren
Die Gruppe identifiziert auch humangenetische Faktoren, die für einen schweren COVID-19-Verlauf prädisponieren. Genetische Varianten werden durch die vollständige Genomsequenzierung nachgewiesen, die derzeit die umfassendste genetische Untersuchung ist. Der Einfluss genetischer Varianten auf DNA-Ebene wird im Patientenblut mittels Transkriptom-Sequenzierung auf RNA-Ebene getestet. Diese einzigartige Strategie ermöglicht es Forschern zu untersuchen, ob unbekannte Veränderungen in der DNA des Patienten eine entscheidende Rolle bei der Genexpression spielen, indem RNA verwendet wird und keine zusätzlichen Experimente durchgeführt werden müssen.
Immunprofiling von COVID-19-infizierten Patienten
In unserem Institut wird auch ein Immunprofiling von COVID-19-infizierten Patienten mit derselben aus Patientenblut isolierten RNA durchgeführt. Das Immunprofiling ermöglicht die Bestimmung spezifischer Zellrezeptorsequenzen, die eine kritische Rolle im Immunsystem spielen. Diese Sequenzen sind hilfreich, um COVID19-Peptide (kurze spezifische Proteine) zu identifizieren und können zur Entwicklung von Impfstoffen verwendet werden. Sie sind auch entscheidend für die Vorhersage von viralen Mutationen, die zu einer Impfstoffresistenz führen könnten.
Methoden
Um besser zu verstehen, wie die Veränderung des Immunsystems mit der Krankheit zusammenhängt, entwickelte die Gruppe eine Methode zur Sequenzierung der RNA aus einzelnen Zellen. Durch die Untersuchung Tausender einzelner Blutzellen von Patienten mit schwerem COVID19-Verlauf identifizieren wir, wie COVID19 die Immunantwort in verschiedenen Zelltypen modifiziert.
