Antiviral direncin yeni nesil dizileme yöntemi ile saptanmasında kullanılacak biyoinformatik iş akışının geliştirilmesi

Arslan, N (2024) Antiviral Direncin Yeni Nesil Dizileme Yöntemi ile Saptanmasında Kullanılacak Biyoinformatik İş Akışının Geliştirilmesi. İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Tıbbi Mikrobiyoloji ABD. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul. İnsan Bağışıklık Eksikliği Virusu (HIV) tedavisinde 1996 yılında uygulanmaya başlanan kombine antiretroviral ilaç tedavisi (ART) ile HIV pozitif kişilerde yaşam süresi ve kalitesi büyük ölçüde yükselmiştir. Buna karşın, HIV'da hızla gelişen ilaç direnci, etkin bir tedavi için engel oluşturmaktadır. HIV ilaç direnci saptanmasında kullanılan Yeni Nesil Dizileme (YND) ile elde edilen virus genomuna ait veriler, çeşitli ticari veri tabanı ve değerlendirme programları kullanılarak meydana gelen mutasyonlarla oluşan dirençler saptanır. Kit üreticileri ve bazı yazılım şirketleri temel olarak değerlendirme başı ücretlendirilen çözümler sunmaktadır. Bu durum zaten görece pahalı olan yeni nesil dizileme test maliyetlerini artırmaktadır. Bu çalışmada HIV antiretroviral direnç analizinde kullanılan YND verilerinin ücretsiz ve hızlı bir biçimde analizini mümkün kılan ve ortak dizi çıktısı oluşturabilen bir biyoinformatik iş akışı oluşturulması ve performansının sınanması amaçlanmıştır. İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Tıbbı Mikrobiyoloji Anabilim Dalı Mikrobiyoloji Laboratuvarı'nda HIV pozitif hasta örneklerinden 2019-2021 yılları arasında YND ile proteaz, revers transkriptaz ve integraz inhibitörlerine karşı gelişen ilaç dirençleri rutin olarak çalışılmıştır. Çalışmamıza daha önceden laboratuvar çalışmalarını yapmış ve arşivlemiş olduğumuz farklı direnç profiline sahip 30 ART direnci saptanmış, 30 ART direnci saptanmayan 60 HIV pozitif hasta örneği dahil edildi. Sekanslama sonucu elde edilen veriler, ücretli DeepCheck (ABL, ABD) analiz programı kullanılarak analiz edilmiştir. Geliştirdiğimiz iş akışında farklı hizalama algoritmaları ilk olarak test edilen, oluşturulan hizalamalardan varyant tanımlaması, her olgu için %5 varyant içerebilen ortak dizi oluşturulması, bu verilerin kıyaslaması yapılarak iş akış performansları sınandı. Ayrıca elde ettiğimiz sonuçlar ile rutin çalışmalarda kullanılan DeepCheck üzerinden elde ettiğimiz analiz sonuçları karşılaştırılarak yeni bir analiz algoritması geliştirilmesi ve geliştirilen programın doğruluğu ve kullanılabilirliği irdelendi. Geliştirilen akış ile yapılan direnç analizi sonucunda BWA ve Bt2 algoritmaları ile yapılan incelemeler karşılaştırıldığında, direnç saptanan 30 olgunun 25'inde tüm algoritmalar, analiz yapılan bölge için tek nükleotid değişiklikleri açısından uyumlu bulundu. Bununla birlikte 5 olguda BWA algoritması ile standart rapor sonucu uyumsuz idi. Bu tez çalışmasında sınanan BWA ve bowtie-2 algoritmalarının Samtools ve Ivar ile kullanımı ile oluşturulan iş akışını HIV yeni nesil dizi analizi değerlendirmelerinde kullanışlı, hızlı ve maliyet etkin olarak bulduk. Bu değerlendirmelerde cihaz çıktı verilerinin kalitesinin mutlaka analiz öncesi gözden geçirilmesi, minör varyantların saptanmasında özellikle Q30 (%99,9 doğrulukta) seviyesinde verilerin analize dahil edilerek derinlik analizlerinin de 1000x düzeyinde yapılması önerilebilir.