Host Genetics
Forschungskonzept
Die Art und Weise, wie das humane Immunsystems auf den Kontakt mit Krankheitserregern reagiert, ist von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Zum einen gibt es eine hohe Variabilität in Bezug auf die Infektionsanfälligkeit (sogenannte Suszeptibilität), zum anderen sind nach erfolgter Infektion auch die Krankheitsverläufe sehr unterschiedlich. Der Beitrag genetischer Faktoren zu dieser Variabilität wird unter dem Begriff „Wirtsgenetik“ (engl. host genetics) zusammengefasst. Die Forschung auf diesem Gebiet ist vergleichsweise jung und bekam besonders durch den Ausbruch der SARS-CoV-2-Pandemie im Frühjahr 2020 globale Aufmerksamkeit.
Nach Infektion mit SARS-CoV-2 zeigten sich extrem variable Verläufe der assoziierten Lungenkrankheit COVID-19. Obwohl relativ zeitnah Risikofaktoren für eine schwere COVID-19-Erkrankung beschrieben wurden (z. B. fortgeschrittenes Alter, männliches Geschlecht oder Vorerkrankungen), konnten diese die Unterschiede in der Anfälligkeit für Infektionen oder die Schwere des Krankheitsverlaufs nicht vollständig erklären. Um wirtsgenetische Risikofaktoren für COVID-19 zu identifizieren, wurde in Bonn die „Bonn Study on COVID Genetics“ (BoSCO-Studie) ins Leben gerufen (bosco-studie.de). Im Rahmen von BoSCO rekrutieren wir Personen mit nachgewiesener SARS-CoV-2-Infektion und verschiedenen Krankheitsmanifestationen, durch die Zusammenarbeit mit Kliniken und bevölkerungsbasierten Ansätzen. Anhand dieser Kohorte haben wir bereits eine Vielzahl systematischer Studien zum genetischen Hintergrund von COVID-19 durchgeführt, einschließlich genomweiter Assoziationsstudien (GWAS) und systematischer Sequenzierungsansätze. Mit der BoSCO-Studie waren wir beteiligt an der Identifizierung häufiger Risikovarianten im Rahmen der internationalen COVID-19 HGI, aber auch zur Etablierung der TLR7-Defizienz als wichtigster monogenetischer Ursache für schweres COVID-19. Kürzlich haben wir die Studien zur Wirtsgenetik auf die postakute Folgeerkrankung LongCOVID ausgeweitet und sind auch hier an internationalen Konsortien beteiligt.
Trotz der schnellen Erfolge im Bereich der COVID-19 Wirtsgenetik sind viele Risikofaktoren weiterhin unaufgeklärt. Um weitere genetische Risikofaktoren zu identifizieren, und dadurch wertvolle Informationen für die Risikoprädiktion und Entwicklung therapeutischer Optionen zu erhalten, arbeiten wir zusätzlich zur BoSCO-Studie und den Kollaborationen mit der COVID-19 HGI mit weiteren nationalen Projekten zusammen, z.B. der DeCOI-Initiative (www.decoi.eu) und dem BMBF-geförderten NAPKON-Projekt (https://napkon.de). Neben der Identifizierung der genetischen Risikofaktoren für COVID-19 möchten wir uns in Zukunft weiteren Infektionserkrankungen zuwenden und die molekularen Mechanismen, die durch die genetischen Risikovarianten vermittelt werden, besser verstehen. Hierfür kollaborieren wir mit verschiedenen Arbeitsgruppen des Immunosensation2 Exzellenz-Clusters.
- Forschungsthemen
- Hereditäres Angioödem Typ III
- ACE-Hemmer/ Angiotensin-Rezeptor-Blocker induziertes Angioödem
- Brain Genomics
- Demenz
- Kraniofaziale Genomik
- Lippen-Kiefer-Gaumenspalten
- Ösophagusatresie
- Fehlbildungen von Lunge, Gastrointestinal- & Urogenitaltrakt
- Achalasie
- Host Genetics
- Androgenetische Alopezie
- Kreisrunder Haarausfall
- Monogene Alopezien
- Genomic Imaging
- Genomik von Verhalten und psychischen Störungen
- Erblicher Darmkrebs
- Magenkarzinom
- Barett-Ösophagus
- Lese- und Rechtschreibstörung
- Mastzellerkrankungen
- Pharmakogenomik
- Psychomotorische Entwicklungsstörungen
Unsere Projektleiter

Prof. Dr. rer. nat. Kerstin Ludwig
E-Mail: kerstin.ludwig@uni-bonn.de
Unsere Mitarbeiter

Tharindu Madhusankha Alawathurage
E-Mail: tharindu.madhusankha@uni-bonn.de
Pubilkationen und Pressemitteilungen
The COVID-19 Host Genetics Initiative: A second update on mapping the human genetic architecture of COVID-19. 2022. Preprint @medrxiv; https://doi.org/10.1101/2022.12.24.22283874
Lammi V, Nakanishi T, Jones SE, Andrews SJ, Karjalainen J, Cortés B, O’Brien HE, Fulton-Howard BE, Haapaniemi HH, Schmidt A, Mitchell RE, Mousas A, Mangino M, Huerta-Chagoya A, Sinnott-Armstrong N, Cirulli ET, Vaudel M, Kwong ASF, Maiti AK, Marttila M, Batini C, Minnai F, Dearman AR, Warmerdam CAR, Sequeros CB, Winkler TW, Jordan DM, Guare L, Vergasova E, Marouli E, Striano P, Zainulabid UA, Kumar A, Ahmad HF, Edahiro R, Azekawa S, Long COVID Host Genetics Initiative, FinnGen, DBDS Genomic Consortium, GEN-COVID Multicenter Study, Grzymski JJ, Ishii M, Okada Y, Beckmann ND, Kumari M, Wagner R, Heid IM, John C, Short PJ, Magnus P, Banasik K, Geller F, Franke LH, Rakitko A, Duncan EL, Renieri A, Tsilidis KK, de Cid R, Niavarani A, Tusié-Luna T, Verma SS, Davey Smith G, Timpson NJ, Daly MJ, Ganna A, Schulte ECS, Richards JB, Ludwig KU, Hultström M, Zeberg H and Ollila HM: Genome-wide Association Study of Long COVID. 2023. Preprint @medrxiv; https:/doi.org/10.1101/2023.06.29.23292056v1
Schmidt A, Röner S, Mai K, Klinkhammer H, Kircher M and Ludwig KU: Predicting the pathogenicity of missense variants using features derived from AlphaFold2. Bioinformatics. 2023. Epub https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btad280.
Butler-Laporte G, Povysil G, Kosmicki JA, Cirulli ET, Drivas T, Furini S, Saad C, Schmidt A, Olszewski P, Korotko U, Quinodoz M, Çelik E, Kundu K, Walter K, Jung J, Stockwell AD, Sloofman LG, Jordan DM, Thompson RC, Del Valle D, Simons N, Cheng E, Sebra R, Schadt EE, Kim-Schulze S, Gnjatic S, Merad M, Buxbaum JD, Beckmann ND, Charney AW, Przychodzen B, Chang T, Pottinger TD, Shang N, Brand F, Fava F, Mari F, Chwialkowska K, Niemira M, Pula S, Baillie JK, Stuckey A, Salas A, Bello X, Pardo-Seco J, Gómez-Carballa A, Rivero-Calle I, Martinón-Torres F, Ganna A, Karczewski KJ, Veerapen K, Bourgey M, Bourque G, Eveleigh RJ, Forgetta V, Morrison D, Langlais D, Lathrop M, Mooser V, Nakanishi T, Frithiof R, Hultström M, Lipcsey M, Marincevic-Zuniga Y, Nordlund J, Schiabor Barrett KM, Lee W, Bolze A, White S, Riffle S, Tanudjaja F, Sandoval E, Neveux I, Dabe S, Casadei N, Motameny S, Alaamery M, Massadeh S, Aljawini N, Almutairi MS, Arabi YM, Alqahtani SA, Al Harthi FS, Almutairi A, Alqubaishi F, Alotaibi S, Binowayn A, Alsolm EA, El Bardisy H, Fawzy M, Cai F, Soranzo N, Butterworth A; COVID-19 Host Genetics Initiative; DeCOI Host Genetics Group; GEN-COVID Multicenter Study (Italy); Mount Sinai Clinical Intelligence Center; GEN-COVID consortium (Spain); GenOMICC Consortium; Japan COVID-19 Task Force; Regeneron Genetics Center; Geschwind DH, Arteaga S, Stephens A, Butte MJ, Boutros PC, Yamaguchi TN, Tao S, Eng S, Sanders T, Tung PJ, Broudy ME, Pan Y, Gonzalez A, Chavan N, Johnson R, Pasaniuc B, Yaspan B, Smieszek S, Rivolta C, Bibert S, Bochud PY, Dabrowski M, Zawadzki P, Sypniewski M, Kaja E, Chariyavilaskul P, Nilaratanakul V, Hirankarn N, Shotelersuk V, Pongpanich M, Phokaew C, Chetruengchai W, Tokunaga K, Sugiyama M, Kawai Y, Hasegawa T, Naito T, Namkoong H, Edahiro R, Kimura A, Ogawa S, Kanai T, Fukunaga K, Okada Y, Imoto S, Miyano S, Mangul S, Abedalthagafi MS, Zeberg H, Grzymski JJ, Washington NL, Ossowski S, Ludwig KU, Schulte EC, Riess O, Moniuszko M, Kwasniewski M, Mbarek H, Ismail SI, Verma A, Goldstein DB, Kiryluk K, Renieri A, Ferreira MAR and Richards JB : Exome-wide association study to identify rare variants influencing COVID-19 outcomes: Results from the Host Genetics Initiative. PLoS Genet. 2022; 18(11):e1010367. doi: 10.1371/journal.pgen.1010367.
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