Genotypisierung und Phänotypisierung kann HIV-Arzneimittelresistenz identifizieren und sogar vorhersagen
Selbst für Menschen mit optimaler Therapietreue wird aufgrund der natürlichen Mutationen des Virus im Laufe der Zeit ein gewisser Grad an HIV-Medikamentenresistenz erwartet. In anderen Fällen kann sich Resistenz schnell entwickeln, wenn suboptimale Adhärenz es ermöglicht, dass resistente HIV-Populationen gedeihen, was schließlich zu einem Therapieversagen führt.
Wenn ein Behandlungsversagen auftritt, müssen alternative Arzneimittelkombinationen ausgewählt werden, um diese neue Population von resistenten Viren zu unterdrücken.
Genetische Resistenztests helfen dabei, indem sie die Arten von resistenten Mutationen im "viralen Pool" einer Person identifizieren, während sie feststellen, wie anfällig diese Viren für mögliche antiretrovirale Wirkstoffe sind .
Zwei Hauptinstrumente werden für die genetische Resistenzprüfung bei HIV verwendet: der HIV-Genotyp-Test und der HIV-Phänotyp-Test .
Was ist ein Genotyp und ein Phänotyp?
Definitionsgemäß ist ein Genotyp einfach die genetische Zusammensetzung eines Organismus, während ein Phänotyp die beobachtbaren Eigenschaften oder Merkmale dieses Organismus ist.
Genotypische Assays (oder Genotypisierung) funktionieren, indem sie die vererbten Anweisungen innerhalb der genetischen Codierung einer Zelle oder DNA identifizieren. Phänotypische Assays (oder Phänotypisierung) bestätigen die Expression dieser Anweisungen unter dem Einfluss verschiedener Umweltbedingungen.
Während der Zusammenhang zwischen Genotyp und Phänotyp nicht absolut ist, kann eine Genotypisierung häufig einen Phänotyp voraussagen, insbesondere wenn Veränderungen im genetischen Code zu erwarteten Veränderungen der Merkmale oder Eigenschaften führen - wie im Fall der Entwicklung von Arzneimittelresistenz.
Die Phänotypisierung hingegen bestätigt das "Hier-und-Jetzt". Es zielt darauf ab, die Reaktion eines Organismus auf bestimmte Veränderungen des Umweltdrucks zu bewerten - etwa wenn HIV verschiedenen Medikamenten und / oder Medikamentenkonzentrationen ausgesetzt ist.
Erklären HIV Genotypisierung
HIV-Genotypisierung ist in der Regel die am häufigsten verwendete Technologie für Resistenztests.
Das Ziel des Tests ist es, spezifische genetische Mutationen in der gag-pol- Region des Genoms des Virus (oder des genetischen Codes) nachzuweisen. Dies ist die Region, in der reverse Transkriptase-, Protease- und Integrase-Enzyme - die Ziele der meisten antiretroviralen Wirkstoffe - auf der DNA-Kette kodiert sind.
Durch die erste Amplifikation des HIV-Genoms mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) -Technologie können Labortechniker die Genetik des Virus unter Verwendung verschiedener Mutationserkennungstechnologien sequenzieren (oder "abbilden").
Diese Mutationen (oder Akkumulation von Mutationen) werden von Technikern interpretiert, die die Beziehung zwischen den identifizierten Mutationen und der erwarteten Anfälligkeit des Virus für verschiedene antiretrovirale Medikamente analysieren. Online-Datenbanken können helfen, indem sie die Testsequenz mit der eines Prototyp- Wildtyp-Virus vergleichen (dh HIV, das keine resistenten Mutationen enthält).
Die Interpretation dieser Tests wird verwendet, um die Arzneimittelempfindlichkeit zu bestimmen, wobei die größere Anzahl von Schlüsselmutationen zu höheren Medikamentenresistenzraten führt .
Erklären von HIV Phenotyping
Die HIV-Phänotypisierung bewertet das Wachstum des HIV-Virus der Person in Gegenwart eines Arzneimittels und vergleicht dieses dann mit dem Wachstum eines Kontroll-Wildtyp-Virus in dem gleichen Arzneimittel.
Wie bei genotypischen Tests verstärken phänotypische Tests die gag-pol-Region des HIV-Genoms.
Dieser Abschnitt des genetischen Codes wird dann unter Verwendung rekombinanter DNA-Technologie auf einen Wildtyp-Klon "gepfropft". Das resultierende rekombinante Virus wird verwendet, um Säugetierzellen in vitro (im Labor) zu infizieren.
Die Virusprobe wird dann steigenden Konzentrationen verschiedener antiretroviraler Medikamente ausgesetzt, bis 50% und 90% Virussuppression erreicht sind. Die Konzentrationen werden dann mit den Ergebnissen der Kontroll-Wildtyp-Probe verglichen.
Die relativen "Falte" -Änderungen liefern den Wertebereich, nach dem die Arzneimittelempfindlichkeit bestimmt wird. Eine vierfache Änderung bedeutet einfach, dass die vierfache Menge an Arzneimittel benötigt wurde, um eine Virusunterdrückung im Vergleich zu der des Wildtyps zu erreichen.
Je größer der Faltungswert ist, desto weniger anfällig ist das Virus für ein bestimmtes Medikament.
Diese Werte werden dann in den unteren klinischen und oberen klinischen Bereich gelegt, wobei die oberen Werte zu höheren Medikamentenresistenz führen. (Siehe Beispielbericht .)
Wann wird ein genetischer Resistenztest durchgeführt?
In den USA werden genetische Resistenztests traditionell bei therapienaiven Patienten durchgeführt, um festzustellen, ob sie eine "erworbene" Arzneimittelresistenz haben. Studien in den USA legen nahe, dass zwischen 6% und 16% des übertragenen Virus gegen mindestens ein antiretrovirales Arzneimittel resistent sind, während fast 5% gegen mehr als eine Arzneimittelklasse resistent sind.
Genetische Resistenztests werden auch verwendet, wenn eine Arzneimittelresistenz bei Personen unter Therapie vermutet wird. Der Test wird durchgeführt, während der Patient entweder das scheiternde Regime oder innerhalb von vier Wochen nach Behandlungsabbruch einnimmt, wenn die Viruslast mehr als 500 Kopien / ml beträgt. Genotypische Tests werden in diesen Fällen im Allgemeinen bevorzugt, da sie weniger kosten, eine kürzere Bearbeitungszeit haben und eine größere Empfindlichkeit zum Nachweis von Mischungen aus Wildtyp und resistentem Virus bieten.
Eine Kombination von phänotypischen und genotypischen Tests wird im Allgemeinen für Personen mit komplexer Mehrfachresistenz bevorzugt, insbesondere für solche, die Proteaseinhibitoren ausgesetzt sind.
Quellen:
Weltgesundheitsorganisation (WHO). "HIV-Arzneimittel-Resistenz-Datenblatt" Genf, Schweiz; 11. April 2011.
Kim, D .; Ziebell, R .; Saduvala, N .; et al. "Trend in übertragenen HIV-1 ARV Medikamentenresistenz-assoziierten Mutationen: 10 HIV-Überwachungsgebiete, USA, 2007-2010." 20. Konferenz über Retroviren und opportunistische Infektionen. Atlanta, Georgia; 6. März 2013; Mündlicher Auszug 149.
Nationale Gesundheitsinstitute (NIH). "Richtlinien für die Verwendung von antiretroviralen Mitteln in HIV-1-infizierten Erwachsenen und Jugendlichen." Bethesda, Maryland; 11. Oktober 2013