Wie funktioniert das Testen der genetischen Resistenz gegen HIV?

Selbst für Menschen mit optimaler Therapietreue wird erwartet, dass sich im Laufe der Zeit aufgrund natürlicher Mutationen des Virus eine gewisse HIV-Resistenz entwickelt. In anderen Fällen kann sich eine Resistenz schnell entwickeln, wenn die suboptimale Adhärenz das Gedeihen resistenter HIV-Populationen ermöglicht, was schließlich zu einem Behandlungsversagen führt.
Wenn die Behandlung fehlschlägt, müssen alternative Arzneimittelkombinationen ausgewählt werden, um diese neue Population resistenter Viren zu unterdrücken. Genetische Resistenztests Dies wird erleichtert, indem die Arten resistenter Mutationen im "Viruspool" einer Person identifiziert werden und gleichzeitig ermittelt wird, wie anfällig diese Viren für mögliche antiretrovirale Wirkstoffe sind.
Zwei Hauptinstrumente werden für genetische Resistenztests bei HIV verwendet: HIV-Genotyp-Assay und das HIV-Phänotyp-Assay.

Was ist ein Genotyp und ein Phänotyp?

Per Definition ist ein Genotyp einfach das Erbgut eines Organismus, während ein Phänotyp die beobachtbaren Eigenschaften oder Merkmale dieses Organismus sind.
Genotypische Assays (oder Genotypisierung) funktionieren, indem sie die vererbten Anweisungen innerhalb der genetischen Kodierung oder DNA einer Zelle identifizieren. Phänotypische Assays (oder Phänotypisierung) bestätigen den Ausdruck dieser Anweisungen unter dem Einfluss verschiedener Umgebungsbedingungen.
Während die Assoziation zwischen Genotyp und Phänotyp nicht absolut ist, kann die Genotypisierung häufig den Phänotyp vorhersagen, insbesondere wenn Änderungen im genetischen Code auf erwartete Änderungen der Merkmale oder Eigenschaften zurückzuführen sind - wie im Fall der Entwicklung von Arzneimittelresistenzen.
Die Phänotypisierung hingegen bestätigt das "Hier und Jetzt". Ziel ist es, die Reaktion eines Organismus auf bestimmte Änderungen des Umweltdrucks zu bewerten, z. B. wenn HIV verschiedenen Medikamenten und / oder Wirkstoffkonzentrationen ausgesetzt ist.

Erklärung der HIV-Genotypisierung

Die HIV-Genotypisierung ist im Allgemeinen die am häufigsten verwendete Technologie für Resistenztests. Ziel des Assays ist der Nachweis spezifischer genetischer Mutationen in der gag-pol Region des Virus ' Genom (oder genetischer Code). Dies ist die Region, in der die Enzyme Reverse Transkriptase, Protease und Integrase - die Ziele der meisten antiretroviralen Medikamente - in der DNA-Kette kodiert werden.
Durch die erste Amplifikation des HIV-Genoms mithilfe der Polymerase-Kettenreaktions- (PCR) -Technologie können Labortechniker die Genetik des Virus mithilfe verschiedener Mutationsdetektionstechnologien sequenzieren (oder "kartieren").
Diese Mutationen (oder die Anhäufung 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 Prototyps eines "Wildtyp" -Virus (d. H. HIV, das keine resistenten Mutationen enthält) vergleichen..
Die Interpretation dieser Tests wird verwendet, um die Arzneimittelanfälligkeit zu bestimmen, wobei die größere Anzahl von Schlüsselmutationen zu einem höheren Grad an Arzneimittelresistenz führt.

Erklärung der HIV-Phänotypisierung

Die HIV-Phänotypisierung bewertet das Wachstum des HIV einer Person in Gegenwart eines Arzneimittels und vergleicht es dann mit dem Wachstum eines Kontroll-Wildtyp-Virus in demselben Arzneimittel.
Wie bei genotypischen Assays amplifizieren phänotypische Tests die gag-pol-Region des HIV-Genoms. Dieser Abschnitt des genetischen Codes wird dann unter Verwendung eines Wildtyp-Klons "transplantiert" rekombinante DNA-Technologie. Das resultierende rekombinante Virus wird verwendet, um Säugetierzellen in vitro (im Labor) zu infizieren..
Die Virusprobe wird dann zunehmenden Konzentrationen verschiedener antiretroviraler Arzneimittel ausgesetzt, bis eine Virussuppression von 50% und 90% erreicht ist. Die Konzentrationen werden dann mit den Ergebnissen der Kontroll-Wildtyp-Probe verglichen.
Die relativen "Falten" -Änderungen geben den Wertebereich an, anhand dessen die Arzneimittelanfälligkeit bestimmt wird. Eine vierfache Änderung bedeutet einfach, dass die vierfache Menge des Arzneimittels erforderlich war, um eine Virussuppression im Vergleich zu der des Wildtyps zu erreichen. Je höher der Falzwert, desto weniger anfällig ist das Virus für ein bestimmtes Medikament.
Diese Werte werden dann in niedrigere klinische und obere klinische Bereiche eingeordnet, wobei höhere Werte ein höheres Maß an Arzneimittelresistenz bewirken. (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 Medikament resistent sind, während fast 5% gegen mehr als eine Wirkstoffklasse resistent sind.
Genetische Resistenztests werden auch bei Verdacht auf Arzneimittelresistenz bei Personen angewendet, die eine Therapie erhalten. Die Tests werden durchgeführt, während der Patient entweder das fehlerhafte Schema einnimmt oder innerhalb von vier Wochen nach Absetzen der Behandlung, wenn die Viruslast mehr als 500 Kopien / ml beträgt. Genotypische Tests werden in diesen Fällen im Allgemeinen bevorzugt, da sie weniger kosten, eine schnellere Durchlaufzeit aufweisen und eine höhere Empfindlichkeit für den Nachweis von Mischungen aus Wildtyp- und resistenten Viren bieten.
Eine Kombination von phänotypischen und genotypischen Tests wird im Allgemeinen für Personen mit komplexer Multiresistenz bevorzugt, insbesondere für Personen, die Proteaseinhibitoren ausgesetzt sind.