Aspectos genéticos y genómicos de la susceptibilidad y resistencia a las infecciones. Genetic and Genomics aspects of susceptibility and resistance to infections
César Paz-y-Miño 1, Ariane Paz-y-Miño 2
1 Facultad de Ciencias de la Salud “Eugenio Espejo”, Universidad UTE. Quito, Ecuador. Av. Mariscal Sucre y Av. Mariana de Jesús, Sede Occidental, 170129 Quito-Ecuador Phone: +5939 95026485, E-mail: genetica_medica@cesarpazymino.com
2 MGB, Mass General Brigham Salem Hospital. Massachusetts, USA. E-mail: aripymz@hotmail.com, https://orcid.org/0000-0002-2579-7488
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Resumen
La presente revisión aborda los determinantes genéticos y genómicos que influyen en la susceptibilidad o resistencia a las infecciones humanas, sean producidas por bacterias, virus, hongos, parásitos e incluso priones. En la susceptibilidad o resistencia están implicados un gran número de genes, y esto, porque evolutivamente los Homo sapiens sapiens, adquirieron modificaciones del ADN claves y adaptables a la defensa, producto de la interacción de los agentes infecciosos con sus propiedades genéticas, la selección natural y las mutaciones. El artículo contempla una descripción de los métodos utilizados en la investigación de esta evolución y adaptación mutua huésped-agente infeccioso. Se presentan los genes involucrados en la susceptibilidad y resistencia, así como las variantes polimórficas que proporcionan mayor o menor capacidad de reacción. El alto número de genes, que producen proteínas específicas de defensa, tienen intricadas relaciones entre ellos, cuyas relaciones se han analizado construyendo un interactoma, y correlacionado con genes. Las variantes e incluso mutaciones de las 70 a 153 proteínas/genes producen enfermedades que son recopiladas tras el análisis bioinformático y genómico. Adicionalmente diseñamos una red de interacciones físicas como predecibles, con los datos BioGrid y datos de enriquecimiento con la plataforma Gprofiler, encontrando 57 de los 70 genes con interacciones proteína a proteína y la red detectó 1.049 genes interactuantes (en total 1.106 genes y 1.910 interacciones). De este análisis se desprende la importancia de los genes de la inmunidad en la defensa frente a los agentes infecciosos, así como las afectaciones de los genes involucrados: HLA, inmunoglobulinas, interleuquinas, células inmunitarias, entre otras. Conociendo el comportamiento de los genes de susceptibilidad y resistencia a infecciones, se presenta una lista de enfermedades genéticas que tienen mayor riesgo de infección. Se conoce que las enfermedades infecciosas en general, manifiestan características clínicas generales, que son una buena guía para sospechar una enfermedad, presentamos una lista de signos y síntomas generales de sospecha de fallo genético que predispone a una enfermedad. Adicionalmente, se presentan ejemplos de enfermedades concretas sobre las cuales se conocen la función de los genes, tales como la HIV-SIDA, amebiasis, malaria, Chagas, tuberculosis y Covid-19. En la presente revisión, hemos tratado de abarcar muchas e importantes cuestiones de la susceptibilidad y resistencia, pero estamos conscientes que quedan otros aspectos complementarios.
Palabras claves: genes, susceptibilidad, resistencia, infecciones, genética, genómica, interactoma.
Abstract
The present review addresses the genetic and genomics determinants that influence susceptibility or resistance to human infections, whether produced by bacteria, viruses, fungi, parasites and even prions. A large number of genes are involved in susceptibility or resistance, and this is because evolutionarily Homo sapiens sapiens acquired key DNA modifications adaptable to defense, a product of the interaction of infectious agents with their genetic properties, natural selection and mutations. The article includes a description of the methods used in the investigation of this evolution and mutual adaptation host-infectious agent. The genes involved in susceptibility and resistance are presented, as well as the polymorphic variants that provide greater or lesser reaction capacity. The high number of genes, which produce specific defense proteins, have intricate relationships between them, whose relationships have been analyzed by constructing an interactome, and correlated with genes. Variants and even mutations of the 70 to 153 proteins/genes produce diseases that are compiled after bioinformatic and genetic analysis. Additionally, we designed a network of physical interactions as predictable with the BioGrid data and enrichment data with the Gprofiler platform, finding 57 of the 70 genes with protein-protein interactions and the network detected 1,049 interacting genes (in total 1,106 genes and 1,910 interactions). From this analysis we can see the importance of immunity genes in the defense against infectious agents, as well as the effects of the genes involved: HLA, immunoglobulins, interleukins, and immune cells, among others. Knowing the behavior of susceptibility and resistance genes to infections, a list of genetic diseases that have a greater risk of infection is presented. It is known that infectious diseases in general manifest general clinical characteristics, which are a good guide to suspect a disease. We present a list of general signs and symptoms of suspected genetic failure that predisposes to a disease. Additionally, examples of specific diseases for which the function of the genes is known are presented, such as HIV-AIDS, amebiasis, malaria, Chagas disease, tuberculosis and Covid-19. In the present review, we have tried to cover many important issues of susceptibility and resistance, but we are aware that other complementary aspects remain.
Keywords: genes, susceptibility, resistance, infections, genetics, genomics, interactome.
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