Inferences about fitness cost of antiretroviral drug resistance mutations: insights from the mutation dynamics during structured antiretroviral treatment interruption among individuals experiencing virological failure

This study reviews drug resistance mutation dynamics on both the pol and gag genes among individuals under antiretroviral virological failure who underwent structured treatment interruption (STI). The study involved a 12-week interruption in antiretroviral therapy (ART), monitoring of viral load, CD4+/CD8+ T cell counts, and sequencing of the pol gene to examine mutation dynamics from 38 individuals experiencing virological failure and harboring 3-class resistant HIV strains: nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTI) non-nucleoside inhibitors (NNRTI) and Protease inhibitors (PI). Protease and reverse transcriptase regions of the pol gene were sequenced at baseline before STI and every 4 weeks thereafter from PBMCs and at baseline and after 12 weeks from plasma HIV RNA using population-based Sanger sequencing. Over the following 12 weeks, average viral load increased 0.568 log10 copies per milliliter. CD4+ T cell count decreased as soon as ART was withdrawn, an average loss of 99.0 cells/mL. Forty-three percent of the mutations associated with antiretroviral resistance in PBMCs disappeared and 57% of the mutations on the pol gene in plasma reverted to wild type although we had expected they would all do so. In PBMC, the PI mutations reverted more slowly than reverse transcriptase mutations. The patients are projected to need an average of 33.7 weeks against 20.9 (NRTI) or 19.8 (NNRTI) weeks. On the gag gene, patients had an average of 32.8 mutations per patient pre-STI declining to 27.2 at the end of the study (of a total of 507 codons studied) indicating that mutations did return to wild type although not as completely as previous research has indicated nor as had been shown on the pol gene. We also used our analysis of the gag gene mutation profile to drive a study of how the mutations to the gag substrates interacts with mutations directly to the protease region of the pol gene. These results suggest that gag regions outside the cleavage sites may have a larger role in drug resistance than has been previously asserted. The study is composed of two papers that are being published jointly, the first addressing the mutation dynamics on the pol gene and the second on mutations in the gag gene.Esta tese revisa o dinâmico das mutações da resistência aos remédios nos genes pol e gag entre pacientes que têm falha virológica das antirretrovirais que passaram por uma interrupção estruturado no tratamento (“STI” em inglês). O estudo envolveu uma interrupção de 12 semanas na terapia antirretroviral (TARV), monitoramento da carga viral, contagens de CD4+/CD8+ células T e sequenciamento do gene pol para examinar o dinâmico das mutações em 38 individuais que viviam falha virológica e quem abrigaram uma cepa de HIV resistente às 3 classes de remédio: inibidores de transcriptase reversa nucleoside (ITRN) e non-nucleoside (ITRNN) e inibidores de protease(IP). As regiões protease e transcriptase reversa do gene pol estavam sequenciadas ao início do estudo e depois das 12 semanas da RNA de plasma utilizando sequenciamento de população Sanger. Durante as 12 semanas seguintes, a carga viral média aumentou 0,568 log10 cópias por mililitro. A contagem de células T CD4+ abaixou imediatamente quando o TARV foi retirado, uma perda média de 99,0 células/mL. 43 % das mutações associadas com a resistência antirretroviral em PBMC desapareceu e 57 % das mutações no gene pol em plasma reverteram ao tipo selvagem apesar de nossa expectativa que todos iam reverter. Em PBMC, as mutações IP reverteram mais lentamente que as mutações de transcriptase reversa. Os pacientes estavam projetados para precisar 33,7 semanas em média em contraste com 20,9 (ITRN) ou 19,8 semanas (ITRNN). No gene gag, os pacientes tiveram uma média de 32,8 mutações por paciente antes da STI que abaixou a 27,2 ao final do estudo (de um total de 507 codons estudados) que mostrou que as mutações voltaram para o tipo selvagem, mas não tão completamente que pesquisas anteriores indicaram nem como aconteceu no gene pol. Usamos nossa análise do perfil das mutações no gene gag para dirigir um estudo de como as mutações nos substratos do gag interagem com mutações na região protease do gene pol. Esses resultados sugerem que regiões de gag fora dos sites de clivagem talvez têm um papel maior na resistência às drogas que foi constatado antes. Este estudo está composto de dois artigos que estão sendo publicados juntos, o primeiro que trata do dinâmico das mutações no gene pol e o segundo sobre as mutações no gene gag.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2019