Diagnostics and monitoring of chronic virus infections: evaluation of novel molecular methods and markers

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4792-9
Julkaisun nimi: Diagnostics and monitoring of chronic virus infections: evaluation of novel molecular methods and markers
Tekijä: Virtanen, Elina
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta
Biolääketieteellinen tohtoriohjelma
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Tiivistelmä: Chronic virus infection is a state where the virus persists in the body after primary infection. Primary infection can be asymptomatic and may remain unnoticed, but gradual replication of the virus, or a change in the immunological status of the host, may lead to the development of severe or even fatal disease. Symptoms and risk factors of virus-induced diseases have to be monitored to identify chronic infections and to prevent or treat the disease. The mere detection of the virus may be challenging and still insufficient. Often more detailed information about the virus strain or nucleotide sequence is needed for patient management. This doctoral thesis explores new molecular methods and novel biomarkers in the diagnostics and monitoring of chronic virus infections. The work focuses on three virus groups causing severe and fatal chronic infections: human papillomaviruses (HPV), BK polyomavirus (BKPyV) and hepatitis C viruses (HCV). This thesis is based on five published studies on 1) evaluation of DNA- and mRNA-based HPV assays in detecting high-grade cervical lesions, 2) detection of HPV infections in cervical and tonsillar tissue samples, detection of 3) HPV-encoded and 4) BKPyV-encoded miRNAs from clinical samples and the assessment of their diagnostic potential, and 5) the establishment of a sequencing-based method for HCV genotyping. The methods included nucleic acid amplification as well as traditional and next generation sequencing (NGS) methods in the detection and characterization of specific virus strains. In the present work the DNA- and mRNA-based HPV assays were found equal in performance. The unquestionable value of HPV testing in the diagnostics of cervical lesions, and a particular value of a negative test result in indicating the absence of the disease were observed. The cartridge-based HPV assay was found suitable for testing individual paraffin-embedded tissue samples often collected from cancer patients. This testing method showed particular potential in analysing the HPV-status of tumours in the head and neck region. The diagnostic potential of virus-encoded microRNAs was found to vary depending on the virus. Detection of HPV microRNAs was scarce, and no obvious connection with cervical pathogenesis was found. However, BKPyV-encoded microRNAs were frequently detected, and their expression levels were substantially increased in renal transplant recipients as compared to healthy controls. This suggests that BKPyV microRNAs may have biomarker potential in monitoring kidney transplant patients and in risk assessment of polyomavirus-associated nephropathy. The evolving nature of RNA genomes became evident in the establishment of the sequencing-based HCV genotyping method. However, a robust method to distinguish the main HCV genotypes was successfully established. This doctoral thesis focused on developing and assessing new molecular methods for the diagnostics and monitoring of chronic virus infections. New information regarding chronic virus infections, specific virus strains as well as potential diagnostic markers was gathered. The field of virus diagnostics is rapidly changing as new methods for molecular diagnostics are continuously being developed. Novel molecular methods and markers to diagnose chronic virus infections may significantly improve patient management and patient survival.Krooninen virusinfektio on tila, jossa virus on jäänyt elimistöön alkuperäisen primaariinfektion jälkeen. Krooninen virusinfektio voi aluksi olla lieväoireinen tai jopa täysin oireeton, jolloin alkuperäinen tartunta jääkin usein kokonaan toteamatta. Viruksen hidas tai vaiheittainen lisääntyminen, tai elimistön immunologisen tilanteen muuttuminen voi kuitenkin johtaa vakavien tautimuotojen kehittymiseen. Kroonisten virusinfektioiden aiheuttamien tautien mahdollisia oireita ja tunnettujen riskitekijöiden ilmaantuvuutta tulee seurata, jotta virustartunta voidaan todeta ja vakavat tautimuodot ehkäistä tai hoitaa. Vaikka jo virusinfektion osoittaminen voi olla haasteellista, tarvitaan usein myös tarkempaa tietoa viruksen lisääntymisestä tai viruskannan perimästä tautiriskin tai hoidon tarpeen arvioimiseksi. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin ja testattiin erilaisia uusia molekulaarisia menetelmiä ja merkkiaineita ihmisen papilloomaviruksen (HPV), BK-polyoomaviruksen (BKPyV) sekä hepatiitti C -viruksen (HCV) aiheuttamien kroonisten infektioiden diagnosoimiseksi tai niiden aiheuttaman tautiriskin arvioimiseksi. Väitöskirjatyö koostuu viidestä osatutkimuksesta, joissa 1) verrattiin DNA- ja mRNA-pohjaisia menetelmiä kohdunkaulan HPV-diagnostiikassa, 2) testattiin kaupallisen HPV-testin soveltuvuutta kohdunkaulan ja tonsillakarsinooma-kudosnäytteiden analysoimiseksi, 3) arvioitiin HPV:n ja 4) BKPyV:n koodittamien mikro-RNA-molekyylien diagnostista potentiaalia kohdunkaulan syövän ja virusperäisen munuaissairauden riskin arvioinnissa, sekä 5) pystytettiin uusi, sekvensointiin perustuva HCV-genotyypitysmenetelmä. Tutkimuksessa käytettiin nukleiinihappojen monistamiseen perustuvia menetelmiä, sekä perinteisiä ja uuden sukupolven sekvensointimenetelmiä viruksen läsnäolon toteamiseksi tai viruskannan tarkkojen perimäominaisuuksien selvittämiseksi. Väitöstutkimuksessa ei havaittu merkittäviä eroja DNA- ja mRNA-osoitukseen perustuvien HPV-testien välillä kohdunkaulan tautien arvioimisessa, mutta todettiin molempien menetelmien kiistaton etu mahdollisen taudin diagnostiikassa ja vakavan taudin poissulkemisessa. Kasettipohjaisen HPV-testin todettiin soveltuvan parafiiniin valettujen kudosnäytteiden testaamiseen, ja se havaittiin käyttökelpoiseksi yksittäisten, erityisesti pään ja kaulan alueen kudosnäytteiden HPV-statuksen selvittämiseksi. Virusten koodittamien mikro-RNA-molekyylien diagnostinen potentiaali osoittautui erilaiseksi eri viruksilla. HPV-mikro-RNA:lla on mahdollisesti merkitystä viruksen lisääntymisen säätelyssä, mutta selvää tautiyhteyttä tai diagnostista potentiaalia ei pystytty osoittamaan. Sen sijaan BKPyV:n koodittamien mikro-RNA-molekyylien määrä oli merkittävästi suurempi munuaissairailla potilailla kuin terveillä verrokeilla, mikä viittaa diagnostiseen potentiaaliin munuaisensiirtopotilaiden monitoroinnissa ja nefropatiariskin arvioinnissa. Sekvensointipohjaisen HCV-genotyypitysmenetelmän pystyttämisessä onnistuttiin suunnittelemaan diagnostiseen laboratorioon soveltuva, päägenotyypit erottava menetelmä, mutta samalla todettiin myös viruksen muuntelevan RNA-genomin haastavuus. Väitöskirjatutkimuksessa saatiin uutta tietoa kroonisista virusinfektiosta, erilaisten viruskantojen kliinisestä merkityksestä, sekä potentiaalisten analyysimenetelmien ja merkkiaineiden soveltuvuudesta virusinfektioiden diagnosoimiseksi. Uusia molekulaarisia testimenetelmiä kehitetään jatkuvasti, ja näiden avulla voidaan vaikuttaa merkittävästi kroonisten virusinfektioiden aiheuttamien tautien ennaltaehkäisyyn, hoitoon sekä potilaiden selviytymiseen.
URI: URN:ISBN:978-951-51-4792-9
http://hdl.handle.net/10138/282708
Päiväys: 2019-01-18
Avainsanat: Virologia
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
DIAGNOST.pdf 1.479MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot