Optimització d'un pipeline bioinformàtic per a l'anàlisi de qualitat i la classificació genotípica del virus de l'Hepatitis B (VHB) a partir de dades de seqüenciació NGS

Abstract

El virus de l'Hepatitis B (VHB) és un agent infecciós de la família Hepadnaviridae, la qual integra diversos agents vírics amb genoma de DNA bicatenari retrotranscrit causants d'infeccions hepàtiques en aus i mamífers. Actualment és un problema important de salut global tot i disposar d'una vacuna efectiva. Tenint en compte les implicacions clíniques i epidemiològiques dels diferents genotips existents del VHB, és important la seva determinació, ja que poden esdevenir molt útils en la predicció del risc de morbiditat i l'orientació en el tractament de la infecció. En el present projecte s'ha elaborat un paquet de R a partir de la revisió i simplificació d'un pipeline existent dissenyat especialment per a l'anàlisi de qualitat de dades de seqüenciació massiva i el genotipat del VHB. L'aplicació del paquet construït i del pipeline original sobre un mateix conjunt de dades ha permès corroborar la correcta implementació de les funcions definides, ja que els resultats obtinguts en ambdues aproximacions han estat idèntics. A més, la simplificació realitzada permet als usuaris sense formació en programació dur a terme fàcilment diversos anàlisis rellevants en l'àmbit de la recerca. El paquet obtingut facilita l'anàlisi de qualitat de dades provinents de seqüenciació amb Illumina, de manera que no només es pot realitzar el genotipat posterior del VHB a partir de dues regions del seu genoma, si no que addicionalment es podrien realitzar altres estudis, per exemple de la diversitat de les quasiespècies.

Hepatitis B virus (HBV) is an infectious agent of the Hepadnaviridae family, which includes reverse transcribing double-stranded DNA viruses that cause liver infections in birds and mammals. It is currently a major global health problem despite having an effective vaccine. Given the clinical and epidemiological implications of different HBV genotypes, it is important to determine it in infected patients, as it can be useful in predicting the risk of morbidity and guiding infection treatment. An R-package has been developed in the present project based on the revision and simplification of an existing pipeline specifically designed for the quality analysis of next-generation sequencing raw data and HBV genotyping. The application of the built-in package and the original pipeline on the same dataset has corroborated the correct implementation of the defined functions since the results obtained are identical in both approaches. In addition, the provided simplification allows non-programming users to easily carry out relevant research studies. The package obtained facilitates Illumina next-generation sequencing data quality analysis, so that not only the subsequent genotyping can be performed from two regions of HBV genome, but also other studies could be performed, i.e., quasispecies diversity.

El virus de la Hepatitis B (VHB) es un agente infeccioso de la familia Hepadnaviridae, la cual integra varios agentes víricos con genoma de DNA bicatenario retrotranscrito causantes de infecciones hepáticas en aves y mamíferos. Actualmente es un problema importante de salud global a pesar de disponer de una vacuna efectiva. Teniendo en cuenta las implicaciones clínicas y epidemiológicas de los diferentes genotipos existentes del VHB, es importante su determinación, puesto que pueden acontecer muy útiles en la predicción del riesgo de morbilidad y la orientación en el tratamiento de la infección. En el presente proyecto se ha elaborado un paquete de R a partir de la revisión y simplificación de un pipeline existente diseñado especialmente para el análisis de calidad de datos de secuenciación masiva y el genotipado del VHB. La aplicación del paquete construido y del pipeline original sobre un mismo conjunto de datos ha permitido corroborar la correcta implementación de las funciones definidas, puesto que los resultados obtenidos en ambas aproximaciones han estado idénticos. Además, la simplificación realizada permite a los usuarios sin formación en programación llevar a cabo fácilmente varios análisis relevantes en el ámbito de la investigación. El paquete obtenido facilita el análisis de calidad de datos provenientes de secuenciación con Illumina, de forma que no solo se puede realizar el genotipado posterior del VHB a partir de dos regiones de su genoma, si no que adicionalmente se podrían realizar otros estudios, por ejemplo de la diversidad de las casi especies.