O Grupo Sabin promoveu o curso on-line “Medicina Diagnóstica: Interação Clínico-Laboratorial”, visando orientar estudantes dos últimos períodos de medicina e médicos residentes quanto à solicitação adequada de exames.
Esta aula, intitulada “Era pós-genômica. Compreendendo o Sequenciamento de Nova Geração (NGS)”, é apresentada pela geneticista Dra. Rosenelle Benício, que traz informações sobre métodos, indicações e limitações do NGS, além dos avanços tecnológicos que vieram após o Projeto Genoma Humano.
Leia a síntese do que foi discutido e tire suas dúvidas assistindo à gravação da aula completa.
Aspectos históricos relacionados ao sequenciamento genético
Para entender o que há de mais atual em metodologias de sequenciamento e suas evoluções, Dra. Rosenelle achou importante traçar a cronologia histórica do estudo das condições genéticas. Segundo ela, algumas das primeiras definições formais datam de 1814, quando o cientista Joseph Adams publicou um livro sobre conceitos relacionados às predisposições genéticas e hereditárias, até hoje utilizados na medicina.
Após esse estudo pioneiro, em 1866, o pesquisador Gregor Mendel publicou um artigo sobre a hibridização de espécies, baseado em experimentos com plantas. A pesquisa deu origem ao entendimento dos mecanismos de herança autossômica, também conhecidos como “padrões de herança mendeliana”.
A médica não poderia deixar de citar a descoberta fundamental da estrutura do DNA, em 1953, por Francis Crick e James Watson, que serviu de base para outras descobertas genéticas, como a primeira contagem de cromossomos humanos, realizada em 1955, por Tijo e Levan.
No âmbito laboratorial, ela destaca a importância da descoberta de Frederick Sanger, em 1977, que elaborou o método para executar o sequenciamento do DNA. Graças a essa descoberta, foi possível obter a primeira identificação gênica molecular, na década de 80. Sem contar a invenção de Kary Mullis, que também acrescentou muito à biologia e à medicina, além da genética: a técnica de PCR.
O que é o Projeto Genoma Humano?
Iniciado em 1990 e finalizado em 2003, o Projeto Genoma Humano (PGH) foi desenvolvido por meio de uma pesquisa colaborativa internacional, envolvendo centenas de cientistas, que tinha o objetivo de determinar o sequenciamento genético. De lá para cá, as pesquisas continuaram progredindo, com base nas descobertas do projeto original, visando à conclusão do sequenciamento.
Exibindo um gráfico do National Human Genome Research Institute, Dra. Rosenelle chama atenção para a impressionante redução de custos que as pesquisas de genoma têm apresentado desde o início do PGH até os dias atuais. E, na sequência, faz uma breve explanação sobre as estruturas do DNA. Confira maiores detalhes no vídeo:
Como o Sequenciamento de Nova Geração (NGS) é realizado?
O Sequenciamento de Nova Geração (NGS, do inglês Next Generation Sequencing) consiste no sequenciamento massivo paralelo dos fragmentos do DNA, que pode ser utilizado para analisar genes/regiões específicas, painéis ou exoma completo.
O procedimento é realizado nas seguintes etapas:
- Extração do DNA da amostra (sangue ou saliva);
- Preparo da biblioteca;
- Amplificação do DNA;
- Sequenciamento massivo paralelo;
- Alinhamento ao genoma de referência;
- Análise dos dados e elaboração do laudo.
Lembrando, sempre, que as explicações ricas estão disponíveis na gravação da aula.
Como é feita a interpretação do NGS?
Como o Sequenciamento de Nova Geração (NGS) produz um volume muito grande de informações, para ser possível fazer a análise, é preciso filtrar as variantes identificadas de acordo com o quadro clínico investigado.
A geneticista aponta: “Correlação clínica é fundamental para orientar a análise”. Cabe salientar que síndromes genéticas diferentes podem ter causas distintas e/ou quadros clínicos similares. Dessa forma, a associação com as suspeitas clínicas é essencial para o direcionamento correto. Ainda, devem ser avaliados outros parâmetros em relação às variantes, tais como: frequência populacional, registros em bancos de dados e previsão in silico de patogenicidade.
Quais os tipos de análises utilizadas para o NGS?
Para a investigação de alterações genéticas em seres humanos, existem dois tipos de análise: germinativa e somática. Além dessas, o método também pode ser aplicado para análise microbiológica.
Análise germinativa
É a pesquisa de variantes constitucionais, ou seja, que estão com o indivíduo desde seu nascimento. Para isso, podem ser utilizadas amostras tanto de sangue quanto de saliva.
Análise somática
Tem o objetivo de buscar variantes não nascidas com aquele indivíduo que sofreu formação de tumores decorrentes de uma sequência de mutações. A análise é feita através de amostras dos tecidos tumorais.
Análise microbiológica
Trata-se da análise do DNA de microorganismos, também conhecida como metagenômica.
Quando o Sequenciamento de Nova Geração pode ser aplicado?
Aqui, Dra. Rosenelle faz uma ressalva entre a condição mendeliana e a análise multifatorial, que irão fornecer subsídios valiosos para a análise.
Na alteração mendeliana, o sequenciamento massivo paralelo é utilizado para identificar variantes clinicamente relevantes, geralmente encontradas em um único gene, apresentando penetrância elevada.
A herança multifatorial — ou poligênica — é um importante componente para a determinação do risco de condições com componente genético. Estão em desenvolvimento métodos para estimar o escore de risco poligênico, que permitirá essa análise quando estiver disponível na prática clínica. As variações SNP (Single Nucleotide Polymorphism) são encontradas em genes variados, apresentando baixa penetrância.
Interessante atentar-se à explicação ilustrativa feita pela geneticista, neste momento da aula, em que discute também as indicações médicas para a aplicação do sequenciamento genético. Veja!
Fatores limitantes e resultados possíveis
A metodologia do Sequenciamento de Nova Geração (NGS) apresenta algumas limitações na hora de investigar regiões intrônicas e repetitivas, pseudogenes, grandes deleções e duplicações (CNVs), DNA mitocondrial e mosaicismo. Para esses casos, outras metodologias ou análises complementares por bioinformática podem ser utilizadas.
Cabe também dizer que, quando se trata de análise de NGS, os resultados podem ser classificados em benigno, provavelmente benigno, variante de significado incerto, provavelmente patogênico e patogênico.
Dra. Rosenelle afirma ser de extrema importância que, antes de solicitar os exames genéticos, o médico converse com o paciente e explique os possíveis resultados e indicações, trazendo para ele a tranquilidade necessária e mostrando que alguma possível alteração pode não significar a existência de uma doença propriamente dita, como é o caso de achados de variantes de significado incerto. “O exame genético é uma informação que não é só para o indivíduo, mas para a família inteira, e pode trazer uma repercussão para outros membros da família”, alerta.
O acesso à tecnologia de Sequenciamento de Nova Geração (NGS) tem contribuído sobremaneira para diagnósticos cada vez mais eficazes de alterações genéticas. Portanto, investir nos conhecimentos laboratoriais de NGS permitirá identificar variantes clinicamente relevantes, bem como definir o tratamento ideal para cada paciente.
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