Miten HIV-geneettisen resistenssin testaus toimii?

Jopa niille, joilla on optimaalinen hoito, HIV-lääkkeiden resistenssin odotetaan kehittyvän jonkin verran ajan myötä viruksen luonnollisten mutaatioiden vuoksi. Muissa tapauksissa resistenssi voi kehittyä nopeasti, kun suboptimaalinen kiinnittyminen sallii resistenttien HIV-populaatioiden menestymisen, mikä johtaa lopulta hoidon epäonnistumiseen.

Hoidon epäonnistumisen sattuessa on valittava vaihtoehtoiset lääkeaineyhdistelmät tämän uuden resistentin viruksen populaation estämiseksi. Geneettisen resistenssin testaus auttaa helpottamaan tätä tunnistamalla resistenttien mutaatioiden tyypit henkilön "viruksen poolissa", samalla kun varmistetaan, että nämä virukset ovat alttiita mahdollisille antiretroviraalisille aineille.

HIV: n geneettiseen resistenssitestaukseen käytetään kahta ensisijaista työkalua: HIV-genotyyppinen määritys ja HIV-fenotyyppinen määritys.

Mikä on genotyyppi ja fenotyyppi?

Genotyyppi on määritelmän mukaan yksinkertaisesti organismin geneettinen meikki, kun taas fenotyyppi on kyseisen organismin havaittavissa olevat ominaisuudet tai piirteet.

Genotyyppiset määritykset (tai genotyypitys) toimivat tunnistamalla perinnölliset ohjeet solun geneettisessä koodauksessa tai DNA: ssa. Fenotyyppiset määritykset (tai fenotyypit) vahvistavat näiden ohjeiden ilmentymisen eri ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta.

Vaikka genotyypin ja fenotyypin välinen yhteys ei ole absoluuttinen, genotyypitys voi usein ennustaa fenotyyppiä, varsinkin kun geneettisen koodin muutokset antavat odotettavissa olevia muutoksia ominaispiirteissä tai ominaisuuksissa - kuten lääkeresistenssin kehittyessä.

Fenotyypitys vahvistaa toisaalta "täällä ja nyt". Sen tarkoituksena on arvioida organismin reaktio ympäristöpaineen tiettyihin muutoksiin, kuten silloin, kun HIV altistuu erilaisille lääkkeille ja / tai lääkeainepitoisuuksille.

HIV-genotyypin selittäminen

HIV-genotyyppi on yleensä yleisin resistenssitestissä käytetty tekniikka. Määrityksen tavoitteena on havaita spesifiset geneettiset mutaatiot gag-pol viruksen alue perimä (tai geneettinen koodi). Tämä on alue, jossa käänteiskopioijaentsyymi, proteaasi ja integraasientsyymit - useimpien antiretroviraalisten lääkkeiden kohteet - koodataan DNA-ketjussa.

Monistamalla ensin HIV-genomi käyttämällä polymeraasiketjureaktio- (PCR) tekniikkaa, lab-teknikot voivat sekvensoida (tai "kartoittaa") viruksen geneettisyyttä käyttämällä erilaisia ​​mutaatiotunnistustekniikoita.

Näiden mutaatioiden (tai mutaatioiden kerääntymisen) tulkitsevat teknikot, jotka analysoivat tunnistettujen mutaatioiden ja viruksen odotetun alttiuden erilaisille antiretroviraalisille lääkkeille välistä suhdetta. Online-tietokannat voivat auttaa vertaamalla testisekvenssiä prototyypin "villityypin" virukseen (ts. HIV: ään, joka ei sisällä resistenttejä mutaatioita).

Näiden testien tulkintaa käytetään lääkeaineen herkkyyden määrittämiseen, ja suurempi joukko avainmutaatioita johtaa korkeampiin lääkeresistenssiin.

Selitetään HIV Phenoytyping

HIV-fenotyypitys arvioi ihmisen HIV: n kasvua lääkkeen läsnä ollessa ja vertaa sitä sitten kontrollin, villityypin viruksen kasvuun samassa lääkkeessä.

Kuten genotyyppisten määritysten yhteydessä, fenotyyppiset testit monistavat HIV-genomin gag-pol-alueen. Tämä geneettisen koodin osa "siirrostetaan" sitten villityyppiseen klooniin käyttäen yhdistelmä-DNA-tekniikkaa. Tuloksena olevaa rekombinanttivirusta käytetään nisäkässolujen infektoimiseen in vitro (laboratoriossa).

Sitten virusnäyte altistetaan lisääntyville eri retroviruslääkkeiden pitoisuuksille, kunnes saavutetaan 50% ja 90% viruspressio. Sitten konsentraatioita verrataan kontrollin, villityypin näytteen tuloksiin.

Suhteelliset "taitto" -muutokset antavat arvon alueen, jolla lääkkeen herkkyys määritetään. Nelinkertainen muutos tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että neljä kertaa enemmän lääkeainetta tarvittiin viruksen suppression saavuttamiseksi verrattuna villityyppiseen. Mitä suurempi kerta-arvo on, sitä vähemmän virus on alttiina tietylle lääkkeelle.

Nämä arvot sijoitetaan sitten alempien kliinisten ja ylempien kliinisten vaihtelualueiden sisälle, jolloin ylemmät arvot antavat suuremmat lääkeresistenssit. (Katso malliraportti.)

Milloin suoritetaan geneettisen resistanssin testi?

Yhdysvalloissa geneettistä resistenssitestausta tehdään perinteisesti hoitamattomilla potilailla, jotta voidaan määrittää, onko niillä mitään "hankittua" lääkeresistenssiä. Yhdysvalloissa tehdyt tutkimukset viittaavat siihen, että 6 - 16% siirretyistä viruksista on resistenttejä ainakin yhdelle antiretroviraaliselle lääkkeelle, kun taas lähes 5% on resistenttejä useammalle kuin yhdelle lääkeryhmälle.

Geneettisen resistenssin testausta käytetään myös silloin, kun epäillään lääkeresistenssiä yksilöiden hoidossa. Testi suoritetaan, kun potilas ottaa joko epäonnistuneen hoidon tai neljän viikon kuluessa hoidon lopettamisesta, jos viruskuorma on suurempi kuin 500 kopiota / ml. Genotyyppinen testaus on yleensä edullinen näissä tapauksissa, koska ne maksavat vähemmän, niillä on nopeampi läpimenoaika ja niillä on suurempi herkkyys villityypin ja resistentin viruksen seosten havaitsemiseksi.

Fenotyyppisten ja genotyyppisten testien yhdistelmä on yleensä edullinen henkilöille, joilla on monimutkainen, monilääkeresistenssi, erityisesti niille, jotka altistuvat proteaasi-inhibiittoreille.