Genotypering en fenotypering kunnen HIV-resistentie tegen geneesmiddelen identificeren en zelfs voorspellen
Zelfs voor mensen met een optimale therapietrouw wordt verwacht dat na verloop van tijd een zekere mate van resistentie tegen hiv-medicatie zal optreden als gevolg van natuurlijke mutaties van het virus. In andere gevallen kan resistentie zich snel ontwikkelen wanneer suboptimale therapietrouw zorgt voor resistente HIV-populaties om te gedijen, wat uiteindelijk leidt tot falen van de behandeling.
Wanneer behandelingsfalen optreedt, moeten alternatieve combinaties van geneesmiddelen worden gekozen om deze nieuwe populatie van resistent virus te onderdrukken.
Genetische weerstandstests helpen dit door het identificeren van de typen resistente mutaties in de 'virale pool' van een persoon, terwijl wordt nagegaan hoe vatbaar die virussen zijn voor mogelijke antiretrovirale middelen .
Twee primaire hulpmiddelen worden gebruikt voor genetische resistentietesten bij HIV: de HIV-genotypische test en de HIV-fenotypische test .
Wat is een genotype en een fenotype?
Per definitie is een genotype gewoon de genetische samenstelling van een organisme, terwijl een fenotype de waarneembare kenmerken of eigenschappen van dat organisme zijn.
Genotypische assays (of genotypering) functioneren door het identificeren van de overgeërfde instructies binnen de genetische codering van een cel, of DNA. Fenotypische bepalingen (of fenotypering) bevestigen de uitdrukking van die instructies onder invloed van verschillende omgevingsomstandigheden.
Hoewel de associatie tussen genotype en fenotype niet absoluut is, kan genotypering vaak voorspellend zijn voor het fenotype, vooral wanneer veranderingen in de genetische code leiden tot verwachte veranderingen in kenmerken of kenmerken, zoals in het geval van resistentie tegen ontwikkeling van geneesmiddelen.
Fenotypering bevestigt aan de andere kant het "hier-en-nu". Het doel is om de reactie van een organisme op specifieke veranderingen in de milieudruk te beoordelen, bijvoorbeeld wanneer HIV wordt blootgesteld aan verschillende medicijnen en / of geneesmiddelconcentraties.
HIV-genotypering verklaren
HIV-genotypering is over het algemeen de meest voorkomende technologie die wordt gebruikt voor resistentietests.
Het doel van de test is om specifieke genetische mutaties in het gag-pol- gebied van het genoom van het virus (of genetische code) te detecteren. Dit is de regio waar reverse transcriptase, protease en integrase-enzymen - de doelwitten van de meeste antiretrovirale geneesmiddelen - zijn gecodeerd op de DNA-keten.
Door eerst het HIV-genoom te amplificeren met behulp van polymerase chain reaction (PCR) -technologie, kunnen laboranten de genetica van het virus volgen (of "in kaart brengen") met behulp van verschillende mutatiedetectietechnologieën.
Deze mutaties (of opeenhoping van mutaties) worden geïnterpreteerd door technici die de relatie tussen de geïdentificeerde mutaties en de verwachte gevoeligheid van het virus voor verschillende antiretrovirale geneesmiddelen analyseren. Online databases kunnen helpen door de testsequentie te vergelijken met die van een prototype van het "wildtype" -virus (dat wil zeggen HIV dat geen resistente mutaties bevat).
De interpretatie van deze tests wordt gebruikt om de vatbaarheid van geneesmiddelen te bepalen, waarbij het grotere aantal sleutelmutaties leidt tot hogere niveaus van geneesmiddelresistentie .
HIV-fenotypen verklaren
Hiv-fenotypering beoordeelt de groei van iemands HIV in de aanwezigheid van een medicijn en vergelijkt dat vervolgens met de groei van een controle, wildtype virus in hetzelfde medicijn.
Net als bij genotypische assays versterken fenotypische tests het gag-pol-gebied van het HIV-genoom.
Deze sectie van de genetische code wordt vervolgens "geënt" op een wildtype kloon met behulp van recombinant DNA-technologie . Het resulterende recombinante virus wordt gebruikt om zoogdiercellen in vitro (in het laboratorium) te infecteren.
Het virale monster wordt vervolgens blootgesteld aan toenemende concentraties van verschillende antiretrovirale geneesmiddelen tot 50% en 90% virale onderdrukking wordt bereikt. De concentraties worden vervolgens vergeleken met resultaten van de controle, wild-type monster.
De relatieve "vouw" -veranderingen verschaffen het waardebereik waarmee de vatbaarheid van het geneesmiddel wordt bepaald. Een viervoudige verandering betekent eenvoudigweg dat vier keer de hoeveelheid geneesmiddel nodig was om virale suppressie te bereiken in vergelijking met die van het wildtype.
Hoe groter de vouwwaarde, des te minder vatbaar het virus is voor een specifiek medicijn.
Deze waarden worden vervolgens geplaatst in lager-klinische en bovenste klinische bereiken, waarbij hogere waarden leiden tot hogere niveaus van geneesmiddelresistentie. (Zie voorbeeldrapport .)
Wanneer is een genetische resistentietest uitgevoerd?
In de VS wordt traditioneel resistentietests uitgevoerd op behandelingsnaïeve patiënten om vast te stellen of ze resistentie tegen "verworven" geneesmiddelen hebben. Studies in de VS suggereren dat tussen 6% en 16% van het overgedragen virus resistent zal zijn tegen ten minste één antiretroviraal geneesmiddel, terwijl bijna 5% resistent zal zijn tegen meer dan één klasse van geneesmiddelen.
Tests met genetische resistentie worden ook gebruikt wanneer geneesmiddelresistentie wordt vermoed bij personen die aan therapie lijden. Het testen wordt uitgevoerd terwijl de patiënt het falende regime of binnen vier weken na stopzetting van de behandeling neemt als de virale lading groter is dan 500 kopieën / ml. Genotypische testen hebben over het algemeen de voorkeur in deze gevallen omdat ze minder kosten, een snellere doorlooptijd hebben en een grotere gevoeligheid bieden voor het detecteren van mengsels van wildtype en resistent virus.
Een combinatie van fenotypische en genotypische testen verdient in het algemeen de voorkeur voor personen met complexe resistentie tegen meerdere geneesmiddelen, in het bijzonder voor patiënten die worden blootgesteld aan proteaseremmers .
bronnen:
Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). "Informatieblad over resistentie tegen HIV-geneesmiddelen." Geneve, Zwitserland; 11 april 2011.
Kim, D .; Ziebell, R .; Saduvala, N .; et al. "Trend in overgedragen HIV-1 ARV-resistentie-geassocieerde mutaties: 10 HIV-surveillance-gebieden, VS, 2007-2010." 20e conferentie over retrovirussen en opportunistische infecties. Atlanta, Georgia; 6 maart 2013; Mondeling abstract 149.
National Institutes of Health (NIH). "Richtlijnen voor het gebruik van antiretrovirale middelen bij met HIV-1 geïnfecteerde volwassenen en adolescenten." Bethesda, Maryland; 11 oktober 2013.