Genetic determinants of COVID-19 severity and mortality: ACE1 Alu 287 bp polymorphism and ACE1, ACE2, TMPRSS2 expression in hospitalized patients
João Locke Ferreira de Araújo,
Átila Duque Rossi,
Jessica Maciel de Almeida,
Hugo José Alves,
Isabela de Carvalho Leitão,
Renata Eliane de Ávila,
Anna Carla Pinto Castiñeiras,
Jéssica da Silva Oliveira,
Rafael Mello Galliez,
Marlon Daniel Lima Tonini,
Débora Souza Faffe,
Shana Priscila Coutinho Barroso Barroso,
Gustavo Gomes Resende,
Cássia Cristina Alves Gonçalves,
Terezinha Marta Pereira Pinto Castiñeiras,
Amilcar Tanuri,
Mauro Martins Teixeira,
Renato Santana Aguiar,
Cynthia Chester Cardoso,
Renan Pedra de Souza
Affiliations
João Locke Ferreira de Araújo
Departamento de genética, ecologia e evolução, Laboratório de biologia integrativa, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Átila Duque Rossi
Departamento de genética, Laboratório de Virologia Molecular, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Jessica Maciel de Almeida
Departamento de genética, Laboratório de Virologia Molecular, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Hugo José Alves
Departamento de genética, ecologia e evolução, Laboratório de biologia integrativa, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Isabela de Carvalho Leitão
Núcleo de Enfrentamento e Estudos de Doenças Infecciosas Emergentes e Reemergentes (NEEDIER), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Renata Eliane de Ávila
Hospital Eduardo de Menezes, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Anna Carla Pinto Castiñeiras
Núcleo de Enfrentamento e Estudos de Doenças Infecciosas Emergentes e Reemergentes (NEEDIER), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Jéssica da Silva Oliveira
Marinha do Brasil, Instituto de Pesquisas Biomédicas, Hospital Naval Marcilio Dias, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Rafael Mello Galliez
Núcleo de Enfrentamento e Estudos de Doenças Infecciosas Emergentes e Reemergentes (NEEDIER), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Marlon Daniel Lima Tonini
Marinha do Brasil, Instituto de Pesquisas Biomédicas, Hospital Naval Marcilio Dias, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Débora Souza Faffe
Núcleo de Enfrentamento e Estudos de Doenças Infecciosas Emergentes e Reemergentes (NEEDIER), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Shana Priscila Coutinho Barroso Barroso
Marinha do Brasil, Instituto de Pesquisas Biomédicas, Hospital Naval Marcilio Dias, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Gustavo Gomes Resende
Hospital das Clínicas, (HC-UFMG/EBSERH), Belo Horizonte, MG, Brazil, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Cássia Cristina Alves Gonçalves
Departamento de genética, Laboratório de Virologia Molecular, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Terezinha Marta Pereira Pinto Castiñeiras
Núcleo de Enfrentamento e Estudos de Doenças Infecciosas Emergentes e Reemergentes (NEEDIER), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Amilcar Tanuri
Departamento de genética, Laboratório de Virologia Molecular, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Mauro Martins Teixeira
Departamento de Bioquímica e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Renato Santana Aguiar
Departamento de genética, ecologia e evolução, Laboratório de biologia integrativa, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Cynthia Chester Cardoso
Departamento de genética, Laboratório de Virologia Molecular, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil
Renan Pedra de Souza
Departamento de genética, ecologia e evolução, Laboratório de biologia integrativa, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil
Background The angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) and the transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) are central human molecules in the SARS-CoV-2 virus-host interaction. Evidence indicates that ACE1 may influence ACE2 expression. This study aims to determine whether ACE1, ACE2, and TMPRSS2 mRNA expression levels, along with the ACE1 Alu 287 bp polymorphism (rs4646994), contribute to the severity and mortality of COVID-19. Methods Swabs were collected in two Brazilian cities in 2020: Belo Horizonte (n = 134) and Rio de Janeiro (n = 41). A swab of mild patients in Rio de Janeiro who were not hospitalized (n = 172) was also collected. All analyzed biological material was obtained from residual diagnostic samples in 2020, prior to the emergence of SARS-CoV-2 variants of concern. ACE1, ACE2, TMPRSS2, and B2M (reference gene) expression levels were evaluated in 40 cycles of quantitative PCR. ACE1 Alu 287 bp polymorphism was genotyped using the FastStart Universal SYBR Green Master kit. Results The median age differed between clinical sites (p = 0.016), but no difference in median days of hospitalization was observed (p = 0.329). Age was associated with severity (p = 0.014) and mortality (p = 0.014) in the Belo Horizonte cohort. No alteration in ACE1, ACE2 and TMPRSS2 expression was associated with severity or mortality. ACE1 polymorphism rs4646994 did not influence the likelihood of either outcome. A meta-analysis including available data from the literature showed significant effects: the D-allele conferred risk (OR = 1.39; 95% CI [1.12–1.72]).
