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Seitdem das HIV-1-Virus in der menschlichen Bevölkerung entdeckt wurde, stellt es eine große Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar. Es ist aus zwei Gründen schwierig, es durch eine Therapie auszurotten. Erstens ändern sich die genetischen und phänotypischen Informationen des Virus schnell. Zweitens persistiert das Virus als integrierte provirale DNA in langlebigen Zellen des Immunsystems trotz jahrelanger antiretroviraler Suppressionstherapie (ART). Unter Wissenschaftlern gibt es eine anhaltende Diskussion darüber, ob sich das Virus während der Behandlung weiterentwickelt (sich teilt und mutiert) oder nicht. Zur Beantwortung dieser Frage werden in dieser Studie NGS-Rohdaten von zwei Patientengruppen verwendet: neun therapienaiven Patienten, die nicht sofort nach der Diagnose eine antiretrovirale Therapie erhalten haben, und 14 Patienten, die nach der Diagnose eine antiretrovirale Therapie erhalten, diese aber später abgebrochen haben. Dank der Proben der Patienten, die sich der Therapie unterziehen, die vor Beginn der Behandlung (während der Prä-ART-Phase) und nach Beendigung der Behandlung (während der Post ART-Phase) gewonnen wurden, ist es möglich, einen Einblick zu erhalten, ob sich das Virus während der Behandlung weiterentwickelt. Aus den Rohdaten werden SNVs bestimmt und lokale Haplotypen zusammengestellt. Mit Hilfe der entsprechenden R-Pakete werden lineare und gemischte Effekte modelliert, um ihre zusam- menfassende Statistik über die Zeit zu modellieren. Zu diesem Zweck werden die Daten in vier Datensätze aufgeteilt. Zwei Datensätze für die Modellierung der zusammenfassenden SNV-Statistiken: einer für beide Patientengruppen und einer mit den Daten nur der Patienten, die eine ART erhielten. Zusätzlich werden zwei Datensätze zur Modellierung der zusammenfassenden Statistik der Haplotypen verwendet, wiederum einer mit den Daten beider Patientengruppen und einer mit den Daten nur der Patienten, die sich der Therapie unterziehen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Virus während der ART nicht weiterentwickelt. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass es einen Unterschied in der Fähigkeit des Virus gibt, sich zwischen den Patienten, die zuerst die Therapie erhalten und dann absetzen, und den therapienaiven Patienten weiterzuentwickeln, was darauf hindeutet, dass sich das Virus bei ART-Patienten nach dem Absetzen der Therapie mit einer geringeren Rate weiterentwickelt. Ever since it has been detected in the human population, HIV-1 virus represents a major public health challenge. It is difficult to eradicate it through the therapy for two reasons. First, the viral genetic and phenotypic information is fast-changing. Second, the virus persists as an integrated proviral DNA in long-lived cells of the immune system despite years of applied suppressive antiretroviral therapy (ART). There is an ongoing discussion among scientists on whether the virus evolves (divides and mutates) during the treatment or not. To help answer this question, this study uses raw NGS data from two group of patients: nine treatment-naïve patients, who did not receive the ART right after the diagnosis, and 14 patients who received the ART after the diagnosis, but quit later. Thanks to the samples from the patients that undergo the therapy, which were obtained prior to the beginning of the treatment (during the pre-ART phase), and after quitting the treatment (during the post-ART phase), it is possible to have an insight whether the virus evolves during the treatment. SNVs are called and local haplotypes are assembled from the raw data. Linear and mixed-effects modeling is used to model their summary statistic over time, by applying the appropriate R packages. For that purpose, data is divided into four datasets. Two datasets for modeling SNVs summary statistic: one for both group of patients and one with the data only from patients that were on ART. Additionally, two datasets are used to model the summary statistic of haplotypes, again one with the data from both group of patients and one with data only from patients that undergo the therapy. Results show that the virus does not evolve during the ART. Moreover, the findings reveal that there is a difference in the ability of the virus to evolve between the patients that first receive the therapy and than quit, and the treatment-naïve patients, suggesting that the virus evolves at a lower rate in ART-patients after they quit the therapy. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2023 |
