In silico virológia és immunológia: modellezés, szimuláció és adatelemzés  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
72791
típus NF
Vezető kutató Müller Viktor
magyar cím In silico virológia és immunológia: modellezés, szimuláció és adatelemzés
Angol cím In silico virology and immunology: modelling, simulation and data analysis
magyar kulcsszavak AIDS, HIV, matematikai modellezés
angol kulcsszavak AIDS, HIV, mathematical modelling, drug resistance, protease cleavage, viral evolution, immunological tolerance
megadott besorolás
Biológiai rendszerek elemzése, modellezése és szimulációja (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)60 %
Mikrobiológia: virológia, bakteriológia, parazitológia, mikológia (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)30 %
Immunológiai betegségek biológiai alapjai (pl. autoimmunitás) (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)10 %
zsűri Genetika, Genomika, Bioinformatika és Rendszerbiológia
Kutatóhely ELKH-ELTE Elméleti Biológiai és Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők Könnyű Balázs
Szilágyiné Móréh Ágnes
projekt kezdete 2008-02-01
projekt vége 2011-12-31
aktuális összeg (MFt) 35.000
FTE (kutatóév egyenérték) 5.73
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A pályázat virológiai és immunológiai problémák vizsgálatát célozza a legmodernebb, illetve újonnan fejlesztendő matematikai és szimulációs módszerekkel. Középpontban a HIV vírus vizsgálata áll, amelynek keretében felderítjük a gyógyszer-rezisztencia terjedésének egy lehetséges új módját, modellezzük a vírusrészecskék érési folyamatát, kidolgozzuk a rezisztens fertőzések kezelésének optimális gyógyszeradagolását, modellezzük a patogenezis egyik kulcsfolyamatának evolúcióját, és megvizsgáljuk a rasszok jelentőségét a betegség lefolyásának sebességében. Ezen túl a populáció- és az evolúciós dinamika ötvözésével próbáljuk értelmezni egy másik vírus, a HTLV, lassú evolúcióját, és kvantitatív elemzéssel igyekszünk becsülni a centrális és a perifériás tolerancia relatív szerepét az autoimmun betegségek kontrolljában. A várható eredmények egy része közel áll a gyakorlati alkalmazáshoz, más része további kutatásokat ösztönözhet az alapvető felfedezések hasznosítására.

A virológiai és immunológiai folyamatokat modellező csoport létrehozásával a pályázat kulcsszerepet tölthet be e hazánkban újnak számító tudományterület fenntartásában. Mivel drága felszerelés nélkül vezet komoly felfedezésekhez, ez a terület alacsony költséggel is a nemzetközi kutatás élvonalában tartható. A pályázat széleskörű együttműködésre épít Európa számos kísérletes és modellező csoportjával, és hozzájárul annak fennmaradásához is.
angol összefoglaló
The proposal involves the use of state-of-the-art and newly developed mathematical and simulation methods to address problems in virology and immunology. The focus organism is HIV, for which we intend to elucidate a potential new route for the spread of drug resistance, to model the maturation of virus particles, to explore optimal drug dosing in drug resistant infections, to model the evolution of a key process of pathogenesis and to analyze the effect of ethnicity on disease progression. In addition, we will combine population and evolutionary dynamics to understand the slow evolution of another virus, HTLV, and we will perform a quantitative analysis to estimate the relative role of central and peripheral tolerance in the control of autoimmune diseases. Some of the expected results are close to medical applicability; others may inspire and guide further research needed to translate fundamental insights into medical use.

By establishing a team for data analysis and modelling in virology and immunology, the proposal would be instrumental in securing the presence of this newly introduced research line in Hungary. With the potential to generate important discoveries with no need for expensive laboratory equipment, this type of research can be competitive at the highest international level at a comparatively low cost. The proposal draws on, and would ensure the maintenance of, an extensive network of collaborations with both experimentalists and modellers across Europe.




 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázat keretében a HIV-fertőzés folyamatait vizsgáltuk a molekulák szintjétől egészen a járványok szintjéig, a matematikai és szimulációs modellezés, illetve a komplex adatelemzés módszereinek segítségével. A molekulák szintjén modelleztük a vírusrészecskék érésének legfontosabb folyamatát, ami segíthet az érést gátló gyógyszerek hatásának megértésében és optimalizálásában. Molekuláris (szekvencia-) adatok elemzésével a vírus életciklusáról, az immunrendszer és a HIV kölcsönhatásáról, valamint az újabb vírustörzzsel való felülfertőződés gyakoriságáról és következményeiről tudtunk meg fontos részleteket. A felülfertőződés hatását a szervezetben zajló folyamatokat leíró matematikai modellekkel is vizsgáltuk, és hasonló módszerekkel elemeztük a HIV virulenciájára (betegségokozó képességére) ható szelekciós erőket. Populáció szintű klinikai adatok analízisével a virulencia lassuló emelkedését mutattuk ki az amerikai és európai járványokban. Végül járványtani szimulációkkal vizsgáltuk, milyen tényezők segíthették a HIV-járvány elindulását Közép-Afrikában a 20. század első felében.
kutatási eredmények (angolul)
We studied the processes of HIV infection from the level of molecules up to the level of epidemics, using mathematical and simulation modelling, and complex data analysis. At the level of molecules we modelled the crucial processes of the maturation of HIV virions, which might help us better understand the action of drugs targeted at virus maturation and to optimize therapy. By analyzing molecular (sequence) data we gleaned important new insights into the life cycle of the virus, the interactions between HIV and the immune system, and into the frequency and consequences of superinfection by a second virus strain. We further studied the effect of superinfection with mathematical models of virus dynamics, and utilized this technique also to investigate some of the selection forces acting on HIV virulence. In analyses of population scale clinical data we found an increasing (albeit decelerating) trend in HIV virulence in the epidemics of North America and Europe. Finally, we developed epidemics simulations to elucidate the factors that might have enabled the emergence of HIV epidemics in Central Africa in the first half of the 20th century.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=72791
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Müller V, Bonhoeffer S: Intra-host dynamics and evolution of HIV infection., In: Origin and Evolution of Viruses, (Domingo, E., Holland, J., Parrish, C., eds) Second Edition, Elsevier pp 279-301., 2008
Bartha I; Simon P; Müller V: Has HIV evolved to induce immune pathogenesis?, Trends Immunol 29: 322-328, 2008
Müller V; Maggiolo F; Suter F; Ladisa N; De Luca A; Antinori A; Sighinolfi L; Quiros-Roldan E; Carosi G; Torti C: Increasing HIV virulence in Two Decades of the Italian HIV Epidemic, PLoS Pathogens 5: e1000454., 2009
Müller V; von Wyl V; Yerly S; Böni J; Klimkait T; Bürgisser P; Ledergerber B; Günthard HF; Bonhoeffer S; és a Swiss HIV Cohort Study: African descent is associated with slower CD4 decline in treatment-naïve patients of the Swiss HIV Cohort Study, AIDS 23, 1269–1276., 2009
Sloot PM, Coveney PV, Ertaylan G, Müller V, Boucher CA, Bubak M: HIV decision support: from molecule to man., Phil Trans R Soc A 367, 2691-2703., 2009
Müller V; De Sousa JD; Lemey P; Vandamme AM: Simulating the origin of HIV-1 group M in Kinshasa: why did the epidemic emerge when it did?, Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica 56 (Suppl): 208-9., 2009
Sousa JD. de, Müller V., Lemey P., Vandamme AM.: High GUD incidence in the early 20th century created a particularly permissive time window for the origin and initial spread of epidemic HIV strains., PLoS ONE 5(4): e9936., 2010
Frentz D, Boucher CA, Assel M, De Luca A, Fabbiani M, Incardona F, Libin P, Manca N, Müller V, Nualláin BÓ, Paredes R, Prosperi M, Quiros-Roldan E, Ruiz L, Sloot PM, Torti C, Vandamme AM, Van Laethem K, Zazzi M, van de Vijver DA: Comparison of HIV-1 genotypic resistance test interpretation systems in predicting virological outcomes over time., PLoS ONE 5(7): e11505., 2010
Abecasis AB, Müller V: Dynamics of Transmitted HIV-1 Drug Resistance – The San Francisco Model, AIDS Rev 12, 122-123., 2010
Bartha I, Assel M, Sloot PM, Zazzi M, Torti C, Schülter E, De Luca A, Sönnerborg A, Abecasis AB, Vandamme AM, Paredes R, Van De Vijver D, Müller V: Estimating the frequency of superinfection in a large European collaborative HIV database, Abstract#FRAA0102 18th International AIDS Conference, Vienna, Austria, Abstract Book II p.555, 2010
Könnyű B, Turányi T, Hírmondó R, Müller B, Konvalinka J, Sadiq SK, Coveney P, Kräusslich HG, Müller V: Reaction kinetics model of proteolytic processing during HIV-1 virion maturation, Abstract#TUPE0041 18th International AIDS Conference, Vienna, Austria, Abstract Book I p.331, 2010, 2010
Müller V; Bonhoeffer S; De Boer RJ: Dynamics of synonymous codons reveals reduced basal rate of long-term evolution of HIV-1, 18th International AIDS Conference, Vienna, Austria, Abstract Book II p.59-60, 2010
Müller V, Fraser C, Herbeck JT: A strong case for viral genetic factors in HIV virulence., Viruses 3, 204-216., 2011
Sadiq SK, Könnyü B, Müller V, Coveney PV: Reaction kinetics of catalyzed competitive heteropolymer cleavage., J Phys Chem B 115(37): 11017-27., 2011
Bartha I, Telenti A, Müller Viktor, Fellay J: Joint analysis of host and pathogen genomes, 2011 IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine Workshops, 12 - 15 November 2011, Atlanta; Abstract #P220, p. 935, 2011
Móréh Á, Szilágyi A, Scheuring I, Müller V: Modelling the effect of HIV superinfection on clinical status: not always detrimental, Abstract#22, 18th International Workshop on HIV Dynamics and Evolution, Galway, Ireland; Abstract Book p. 59, 2011
Herbeck JT, Müller V, Maust BS, Ledergerber B, Torti C, Di Giambenedetto S, Gras L, Günthard HF, Jacobson LP, Mullins JI, Gottlieb GS: Is the virulence of HIV changing? A meta-analysis of trends in prognostic markers of HIV disease progression and transmission., AIDS 26(2):193-205., 2012
Müller V: A HIV-járvány eredete: balszerencse vagy szükségszerűség?, Élet és Tudomány LXVII/1: 8-10. (OTKA-ÉT cikkpályázat második helyezés), 2012




 

Projekt eseményei

  
2013-02-04 11:54:00
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék (Eötvös Loránd Tudományegyetem), Új kutatóhely: ELTE-MTA Elméleti Biológiai és Ökológiai Kutatócsoport (Eötvös Loránd Tudományegyetem).
2010-03-02 08:12:59
Résztvevők változása
2008-10-07 12:35:18
Résztvevők változása



vissza »