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Enregistrement W2979695136 · doi:10.1101/804781

Detection of novel HIV-1 drug resistance mutations by support vector analysis of deep sequence data and experimental validation

2019· preprint· en· W2979695136 sur OpenAlexafffund
Mariano Avino, Emmanuel Ndashimye, Daniel J. Lizotte, Abayomi S. Olabode, Richard M. Gibson, Adam Meadows, Cissy Kityo, Eva Nabulime, Fred Kyeyune, Immaculate Nankya, Miguel E. Quiñones‐Mateu, Eric J. Arts, Art F. Y. Poon

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2019
Typepreprint
Langueen
DomaineImmunology and Microbiology
ThématiqueHIV Research and Treatment
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesNational Institute of Allergy and Infectious DiseasesOntario Genomics InstituteNational Institutes of HealthGovernment of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchGenome CanadaOntario GenomicsUniversity of OtagoGilead Sciences
Mots-clésRaltegravirIntegraseImputation (statistics)VirologyDrug resistanceComputational biologyDeep sequencingPandemicBiologyHuman immunodeficiency virus (HIV)GeneticsGeneMedicineViral loadCoronavirus disease 2019 (COVID-19)GenomeDiseaseComputer scienceAntiretroviral therapyMissing dataInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The global HIV-1 pandemic comprises many genetically divergent subtypes. Most of our understanding of drug resistance in HIV-1 derives from subtype B, which predominates in North America and western Europe. However, about 90% of the pandemic represents non-subtype B infections. Here, we use deep sequencing to analyze HIV-1 from infected individuals in Uganda who were either treatment-naïve or who experienced virologic failure on ART without the expected patterns of drug resistance. Our objective was to detect potentially novel associations between mutations in HIV-1 integrase and treatment outcomes in Uganda, where most infections are subtypes A or D. We retrieved a total of 380 archived plasma samples from patients at the Joint Clinical Research Centre (Kampala), of which 328 were integrase inhibitor-naïve and 52 were raltegravir (RAL)-based treatment failures. Next, we developed a bioinformatic pipeline for alignment and variant calling of the deep sequence data obtained from these samples from a MiSeq platform (Illumina). To detect associations between within-patient polymorphisms and treatment outcomes, we used a support vector machine (SVM) for feature selection with multiple imputation to account for partial reads and low quality base calls. Candidate point mutations of interest were experimentally introduced into the HIV-1 subtype B NL4-3 backbone to determine susceptibility to RAL in U87.CD4.CXCR4 cells. Finally, we carried out replication capacity experiments with wild-type and mutant viruses in TZM-bl cells in the presence and absence of RAL. Our analyses not only identified the known major mutation N155H and accessory mutations G163R and V151I, but also novel mutations I203M and I208L as most highly associated with RAL failure. The I203M and I208L mutations resulted in significantly decreased susceptibility to RAL (44.0-fold and 54.9-fold, respectively) compared to wild-type virus (EC 50 =0.32 nM), and may represent novel pathways of HIV-1 resistance to modern treatments. Author summary There are many different types of HIV-1 around the world. Most of the research on how HIV-1 can become resistant to drug treatment has focused on the type (B) that is the most common in high-income countries. However, about 90% of infections around the world are caused by a type other than B. We used next-generation sequencing to analyze samples of HIV-1 from patients in Uganda (mostly infected by types A and D) for whom drug treatment failed to work, and whose infections did not fit the classic pattern of adaptation based on B. Next, we used machine learning to detect mutations in these virus populations that could explain the treatment outcomes. Finally, we experimentally added two candidate mutations identified by our analysis to a laboratory strain of HIV-1 and confirmed that they conferred drug resistance to the virus. Our study reveals new pathways that other types of HIV-1 may use to evolve resistance to drugs that make up the current recommended treatment for newly diagnosed individuals.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,270
Écart entre enseignants0,247 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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