Exomsequenzierung des Nationalen Pandemiekohorten Netzwerks (NAPKON) zur Identifizierung von genetischen Riskofaktoren des Wirts bei COVID-19

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Thomas Illig; Professorin Dr. Kerstin Ludwig; Eva-Christina Schulte, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik ; Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik ; Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie ; Virologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514150832

Die COVID-19-Pandemie stellt eine extreme Herausforderung für die Gesundheitsversorgung dar. Die verschiedenen klinischen Manifestationen der SARS-CoV-2-Infektion werden in den kommenden Jahren eine wichtige Rolle im klinischen Alltag spielen. Die Gründe des heterogenen klinischen Bildes der COVID-19 Erkrankung sind jedoch bis dato nur unzureichend verstanden. Wirtsgenetische Faktoren sind wichtige Determinanten des klinischen Phänotyps der COVID-19 Erkrankung. Große (inter-)nationale Konsortien haben in Studien, zu denen die AntragstellerInnen die deutschen Beiträge geliefert haben, sowohl häufige als auch seltene wirtsgenetische Varianten identifiziert, die zur Ätiologie beitragen. Diese ersten Studien zur genetischen Architektur von COVID-19 waren von der Notwendigkeit geprägt, möglichst große Datensätze zu akquirieren – dies ging jedoch auf Kosten einer unzureichenden Phänotypisierung und heterogener Falldefinitionen. Das Nationale Pandemie Kohorten Netz (NAPKON) ist eine im Rahmen des Netzwerk Universitätsmedizin (NUM) eingerichtete deutschlandweite COVID-19-Kohorte. Mit derzeit >5.000 TeilnehmerInnen, für die umfassende klinische und molekulare Längsschnittdaten erhoben werden, ist NAPKON eine der größten und bestcharakterisiertesten prospektiven Kohorten weltweit. Um die genetische Architektur von COVID-19 zu verstehen, müssen Varianten des gesamten allelischen Spektrums untersucht werden. Die Gesamtexomsequenzierung (Whole Exome Sequencing, WES) ist daher von entscheidender Bedeutung, um den umfangreichen molekularen Datensatz, den NAPKON bietet, umfassend nutzen zu können. Nur so kann die Wissenslücke zwischen den identifizierten Risikovarianten, den verschiedenen klinischen Bildern der COVID-19 Erkrankung und der zugrundeliegenden Pathophysiologie geschlossen werden. Dies ist der der Schlüssel zu präzisen Versorgungsstrategien sowie neuen Behandlungsmöglichkeiten. In diesem Projekt werden wir (a) einen hochwertigen WES-Datensatz von 3800 NAPKON-Teilnehmern generieren, der über GHGA als nationale, frei zugängliche Ressource zur Verfügung steht. Anschließend werden wir (b) genetische Wirtsfaktoren für diverse klinische Manifestationen der COVID-19 Erkrankung durch Analyse einzelner Varianten, multipler Varianten in bestimmten Genen oder im Rahmen von polygenen Risikoscores identifizieren. Schließlich werden wir (c) multiomische Daten nutzen, um Risikovarianten des gesamten Frequenzspektrums funktionell zu interpretieren. Das Projekt bietet einen einzigartigen Mehrwert für NAPKON/NUM, den Bereich der Genomik und die Forschungsgemeinschaft als Ganzes, indem es einen der wenigen gut sichtbaren und wiederverwendbaren großen WES-Datensätze in Deutschland generiert. Zudem stärkt es das national noch wenig erforschte Gebiet der Wirtsgenetik, erhöht die Sichtbarkeit der deutschen Genomforschung auf (inter-)nationaler Ebene und fördert damit die deutsche Beteiligung an zukünftigen globalen Forschungsverbünden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen