Die retrospektive Blindstudie unter der Leitung von Michael Kozal, Medizinischer Direktor der Yale University School of Medicine und des VA CT Health Care Systems, untersuchte 264 Blutproben von mit HIV infizierten Personen für Forschungszwecke, bevor eine für wissenschaftliche Zwecke durchgeführte medikamentöse Behandlung begann. Die Proben der FIRST Studie wurden mithilfe von Ultra-Deep Sequencing mit dem Genome Sequencer FLX System analysiert. Diese Plattform ist ideal für die sensitive Identifizierung von Mutationen im Niedrigfrequenzbereich. Überaschenderweise zeigten die Ergebnisse, dass der Anteil der Studienteilnehmer mit resistenten Varianten doppelt so hoch war wie vermutet. Die Studie untersuchte auch, ob die mit neuesten Methoden nicht identifizierbaren Mutationen im Niedrigfrequenzbereich den Behandlungsverlauf beeinflussen. Tatsächlich wurden mit dem 454 Sequenziersystem Resistenzniveaus im Bereich bis 1% entdeckt, die zu einem Behandlungsmisserfolg im frühen antiretroviralen Behandlungsstadium führen können.
Die derzeit in den Kliniken vorhandene Technologie beschränkt sich auf die Identifizierung von resistenten Mutationen in viralen Populationen im Bereich von rund 20 Prozent und größer. Dadurch könnten die in der Klinik verwendeten Tests viele resistente HIV-Stämme im Niedrigfrequenzbereich nicht identifizieren, die unter dem Einfluss der Medikamente schnell wachsen und dadurch zum Therapiemisserfolg führen können. "Die retrospektive Studie zeigt, dass selbst Mutationen im Bereich von 1% ein frühzeitiges Therapieversagen auslösen können", erläutert Michael Kozal. "Zukünftig können Kliniken hoffentlich dieses Wissen verwenden, um verbesserte antiretrovirale Medikamentenkombinationen anzuwenden, die die resistenten HIV-Stämme unterdrücken und zu besseren Ergebnissen in der Behandlung führen."
Während die Überlebenszeit für HIV-Infizierte im letzten Jahrzehnt stark zugenommen hat, entwickeln eine große Anzahl an Infizierten kurz nach Behandlungsbeginn eine Medikamentenresistenz. Dies ist vor allem in Industrieländern der Fall, in denen antiretrovirale Medikamente seit Jahren erhältlich sind und führt zu wachsenden Bedenken gegen entsprechende Behandlungen in anderen Ländern mit einem großen Anteil an HIV-Infizierten . Mithilfe der Forschungsdaten der klinischen Langzeitstudie von FIRST, die fünf Jahre dauerte, konnten die Sequenzierdaten mit den Behandlungserfolgen abgeglichen werden.
"Wir haben die Ultra Deep-Sequenziermethode entwickelt, um genau diese Art von Fragen zu beantworten. Wie die Studie gezeigt, können wir mit der Leistungsfähigkeit der Technologie sehr zufrieden sein," so Co-Autor Dr. Michael Egholm, Chief Technology Officer von 454 Life Sciences. "Die Resistenz gegenüber HIV Medikamenten ist nur ein Beispiel für die Probleme der modernen Welt, die wir vielleicht in Zukunft mit der Technologie des 454 Sequenziersystems lösen können."
454 Life Sciences, eine Tochterfirma von Roche, entwickelt und vermarktet das innovative Genome Sequencer System für die ultraschnelle Hochdurchsatz-DNA Sequenzierung. Spezielle Anwendungsfelder der Technik sind z.B. die de novo-Sequenzierung und Resequenzierung von Genomen, Metagenomik, RNA-Analyse, und die gezielte Sequenzierung bestimmter DNA-Regionen. Das 454 Genome Sequencer System zeichnet sich durch eine einfache Probenvorbereitung und lange, präzise Leseweiten aus. Dadurch können umfangreiche wissenschaftliche Projekte im finanzierbaren Rahmen durchgeführt werden. In den letzten Monaten zeigte sich die enorm breite Einsetzbarkeit der Technik in so unterschiedlichen Bereichen wie der Krebsforschung, der Erforschung infektiöser Krankheiten, der Wirkstoffentwicklung, Meeresbiologie, Anthropologie und Paläontologie.
(1) Simen et al. Low-Abundance drug-resistant variants in chronically HIV-infected antiretroviral naive patients significantly impact treatment out comes. (2009) Journal of Infectious Disease. ePub online 11. Februar.