Geri Dön

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

Development of a bioinformatics workflow to be used in detecting antiviral resistance using the next generation sequencing method

PDF İndir

  1. Tez No: 888208
  2. Yazar: NEŞE ARSLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MERT AHMET KUŞKUCU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji, Infectious Diseases and Clinical Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Tıbbi Mikrobiyoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 64

Özet

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.

Özet (Çeviri)

Arslan, N (2024) Development of the Bioinformatics Workflow to be Used in the Detection of Antiviral Resistance with the Next Generation Sequencing Method. Istanbul University- Cerrahpaşa Graduate Education Institute, Department of Medical Microbiology. Master's Thesis. Istanbul. With combined antiretroviral drug therapy (ART), which started to be used in the treatment of Human Immunodeficiency Virus (HIV) in 1996, the life span and quality of life in HIV- positive people has increased significantly. On the other hand, the rapidly developing drug resistance in HIV poses an obstacle to effective treatment. The data of the virus genome obtained by Next Generation Sequencing (NGS), which is used to detect HIV drug resistance, is used to detect resistances caused by mutations using various commercial databases and evaluation programs. Kit manufacturers and some software companies offer solutions that basically charge per evaluation. This increases the already relatively expensive next- generation sequencing testing costs. In this study, it was aimed to create and test the performance of a bioinformatics workflow that enables free and fast analysis of NGS data used in HIV antiretroviral resistance analysis and can generate common sequence output. In the Microbiology Laboratory of Istanbul University Cerrahpaşa Faculty of Medicine, Department of Medical Microbiology, drug resistances against protease, reverse transcriptase and integrase inhibitors were routinely studied using NGS from HIV-positive patient samples between 2019 and 2021. The data of 60 HIV-positive patients with different resistance profiles, 30 with ART resistance and 30 without ART resistance, who had previously applied to our institution for routine testing, whose studies were completed and whose results we archived, were included in our study. The data obtained as a result of sequencing during routine work were analyzed using the paid DeepCheck (ABL, USA) analysis program. In the workflow we developed, different alignment algorithms were first tested, variant identification from the created alignments, creation of a common sequence that could contain 5% variants for each case, and the workflow performances were tested by comparing these data. In addition, by comparing the results we obtained with the analysis results obtained through DeepCheck, which is used in routine studies, a new analysis algorithm was developed and the accuracy and usability of the developed program were examined. When the analyzes made with BWA and Bt2 algorithms were compared as a result of the resistance analysis performed with the developed flow, all algorithms were found to be compatible in terms of single nucleotide changes for the analyzed region in 25 of 30 cases in which resistance was detected. However, in 5 cases, the BWA algorithm and the standard report result were incompatible. We found the workflow created by using the BWA and bowtie-2 algorithms tested in this thesis study together with Samtools and Ivar to be useful, fast and cost-effective in HIV next-generation sequence analysis evaluations. In these evaluations, it may be recommended that the quality of the device output data be reviewed before analysis, and that data at the Q30 (99.9% accuracy) level be included in the analysis to detect minor variants, and depth analyzes be performed at the 1000x level.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    616061

    İmmün yetmezlikli hastalardan elde edilen sitomegalovirüs (cmv) suşlarının genotiplerinin belirlenmesi ve gansiklovir direncinin araştırılması

    Determination of genotypes and investigation of ganciclovir resistance in cytomegalovi̇rüs (cmv) strains isolated in i̇mmünocompromised patients.

    AYŞENUR COŞKUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    MikrobiyolojiErciyes Üniversitesi

    Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA GÖKAHMETOĞLU

  2. Tez No

    511699

    Investigation of antimicrobial resistance in wild-type and stress-resistant Saccharomyces cerevisiae strains

    Yaban-tip ve strese dirençli Saccharomyces cerevisiae suşlarında antimikrobiyal dirençliliğinin incelenmesi

    RIZIQ NAHIDH ISMAEEL ALSAMAWI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR

  3. Tez No

    820351

    Evaluation of biological activities ofMmelia azedarach species and its importance in phytotherapy

    Melia azedarach türünün biyolojik aktivitelerinin değerlendirilmesi ve fitoterapideki önemi

    KHAWLA ABDALLA MOHAMED ESWIEI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul Üniversitesi

    Farmakognozi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA EROĞLU ÖZKAN

  4. Tez No

    393917

    Klinik örneklerden izole edilen cytomegalovirüs (CMV) suşlarında gansiklovir direncinin araştırılması

    Investigation of ganciclovir resistance in the cytomegalovirus (CMV) strains isolated from clinical samples

    SAFİYE DELİCE

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    MikrobiyolojiErciyes Üniversitesi

    Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA GÖKAHMETOĞLU

  5. Tez No

    754327

    Herpes simplex virus tip 2'ye karşı oksalamid fonksiyonel yapısı içeren yeni moleküllerin sentezi, antiviral etkinliklerinin in-vitro olarak araştırılması

    Investigation of synthesis and antiviral activities of new molecules containing oxalamide functional structure against herpes simplex virus TYPE 2

    MUHAMMED EMİRHAN KARAMAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    MikrobiyolojiHatay Mustafa Kemal Üniversitesi

    Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİZAMİ DURAN

Geri Dön