COVID-19 можно диагностировать по альтернативному сплайсингу в крови

Для выявления инфекции можно детектировать не патоген напрямую, а ответ организма-хозяина на него. Вскоре после инфекции детекция патогена может выдавать довольно много ложноотрицательных результатов, в то время как выявление ответа организма обладает высокой чувствительностью уже через 12 часов после столкновения с вирусом. В зараженных клетках вирусная инфекция часто нарушает альтернативный сплайсинг — это было показано для вируса Зика, цитомегаловируса и SARS-CoV-2. Однако роль такого ответа остается мало исследованной. В новой работе ученые из США и Перу разработали вычислительную основу для идентификации, оптимизации и оценки выявления продуктов альтернативного сплайсинга в крови для выявления инфекционных заболеваний. В качестве модели использовали заражение SARS-CoV-2.

Сначала авторы собрали образцы крови у здоровых и зараженных людей и секвенировали РНК. Они выявили вариации в альтернативном сплайсинге у этих двух групп. Новый метод опробовали на когорте военнослужащих США (COVID-19 Health Response for Marines, CHARM). В этой когорте (n=371) авторы секвенировали РНК 1176 раз. Образцы крови собирали до, во время и после COVID-19. Авторы показали, что их способ детекции инфекции может различить изменения в альтернативном сплайсинге, связанные и не связанные с заражением. Они идентифицировали более 1000 ассоциированных с инфекцией событий.

Метод, разработанный авторами, работал лучше, чем выявление маркеров по изменению генной экспрессии. Они оптимизировали свой подход, исключив избыточные сигнатуры альтернативного сплайсинга. В конце концов авторы отобрали 27 биомаркеров альтернативного сплайсинга, которые можно детектировать с помощью ПЦР. В независимой когорте новый метод показал точность 98,4%.

Альтернативный сплайсинг происходил в генах, связанных с активацией врожденного иммунитета, хемокиновым сигналингом, делением клеток (возможно, это связано с пролиферацией T-клеток), фагоцитозом, окислительным стрессом и самой регуляцией сплайсинга. При этом иногда он был разнесен по времени. Так, альтернативный сплайсинг в генах, связанных с активностью нейтрофилов, происходил и в начале, и в середине инфекции. Альтернативный сплайсинг в генах, связанных с регуляцией выработки интерферона I, происходил ближе к середине инфекции.

Авторы пишут, что новый метод еще не готов ко внедрению в клинику. Пока неясно, можно ли различить реакцию тела на SARS-CoV-2 и на другие вирусы. Однако авторы настроены оптимистично.

Платформа MARVE определит штамм коронавируса без секвенирования