Nos últimos anos, os avanços em exames genéticos revolucionaram a prática médica, oferecendo uma compreensão mais profunda das bases genéticas de várias condições de saúde. Os exames genéticos emergiram como uma ferramenta fundamental no diagnóstico preciso e na compreensão dessas doenças, proporcionando uma abordagem mais personalizada e eficaz no tratamento dessas condições.
As opções atuais para testes diagnósticos de indivíduos com suspeita de condições monogênicas incluem as abordagens direcionadas de sequenciamento de gene único e teste de painel genético ou abordagens mais amplas, como o sequenciamento completo do exoma.
O sequenciamento completo do exoma é um método que permite a análise das regiões codificadoras de proteínas no DNA de um indivíduo, possibilitando uma visão abrangente das variantes genéticas que podem estar associadas às condições de saúde. É uma ferramenta capaz de detectar mutações em genes conhecidos e até mesmo identificar novas variantes genéticas relacionadas a doenças.
Neste conteúdo, explicaremos em mais detalhes o que é o sequenciamento completo do exoma, qual a sua utilidade clínica, rendimento diagnóstico e limitações da tecnologia. Continue a leitura para saber mais!
O que é o sequenciamento completo do exoma?
O sequenciamento completo do exoma é uma técnica que utiliza a mesma metodologia do sequenciamento de nova geração (NGS) para investigar toda a região codificante do genoma humano. Esse exame propicia uma abordagem abrangente para identificar variantes genéticas relevantes em pacientes com suspeita de doenças genéticas.
O genoma humano compreende, em média, 3 bilhões de pares de bases. No entanto, apenas uma pequena fração, entre 1% a 2%, constitui o exoma, responsável pela codificação de proteínas. É nessa porção do genoma que a maioria das variantes genéticas causadoras de doenças é encontrada. A compreensão das alterações nessa sequência codificante contribui na identificação de variantes patogênicas, bem como auxilia a entender os mecanismos subjacentes às doenças genéticas.
Dada a estimativa de que aproximadamente 85% das variantes causadoras de doenças genéticas residem no exoma, seu sequenciamento completo emerge como uma alternativa acessível ao sequenciamento do genoma completo, favorecendo o equilíbrio entre custo, cobertura genômica, rendimento diagnóstico e interpretabilidade dos resultados.
Como o exame é realizado?
O primeiro passo na realização do sequenciamento completo do exoma é a obtenção de DNA genômico de alta qualidade, a partir de amostras biológicas como sangue e saliva.
Após a extração do DNA, segue-se a preparação da biblioteca de enriquecimento do exoma. Existem vários kits de captura de exoma disponíveis, e a seleção do kit adequado deve considerar as características específicas da plataforma de sequenciamento e o conteúdo gênico do ensaio, pois os kits variam significativamente entre os fabricantes.
O processo de preparação da biblioteca geralmente envolve três etapas principais:
- Fragmentação do DNA: o DNA é quebrado em fragmentos menores, seja por métodos mecânicos, como ultrasonicação, ou por digestão enzimática;
- Ligação do adaptador: adaptadores são ligados às extremidades dos fragmentos, facilitando a amplificação e o sequenciamento subsequente;
- Enriquecimento do alvo: as regiões exônicas de interesse são capturadas usando sondas específicas, permitindo a análise de genes relevantes para a condição clínica em questão.
Em seguida, a biblioteca preparada é submetida a um sequenciamento de alto rendimento, o NGS. Esse processo gera milhões de leituras curtas que representam as regiões exônicas do genoma.
Os dados gerados requerem processamento por meio de softwares especializados em bioinformática. Essa fase envolve o alinhamento dos dados genéticos obtidos com um genoma de referência, sendo uma etapa que demanda algoritmos e programas computacionais específicos.
Por fim, é feita a análise dos dados obtidos, com o intuito de identificar variantes que possam apresentar relevância clínica para o paciente.
Qual a utilidade diagnóstica do exame?
A principal utilidade diagnóstica do sequenciamento completo do exoma é identificar a causa genética de quadros clínicos complexos e de origem desconhecida, sendo particularmente valioso para pacientes que exibem sintomas típicos de distúrbios genéticos, mas sem uma hipótese diagnóstica específica.
Para pacientes com uma apresentação clínica atípica ou com múltiplos sintomas sem uma explicação clara, o exoma representa uma excelente ferramenta para investigar uma ampla gama de genes em busca de variantes clinicamente relevantes. O exame é especialmente relevante em casos de malformações congênitas, deficiência intelectual, atraso de desenvolvimento neuropsicomotor, transtorno do espectro autista, dificuldades de aprendizado, restrição de crescimento e baixa estatura.
Adicionalmente, o exoma também desempenha um papel importante na caracterização de condições já reconhecidas como tendo uma base genética em sua etiologia. Em casos como displasias esqueléticas e distrofias musculares, ele pode ser usado para identificar a variante específica responsável pela condição em um determinado paciente.
Essa precisão na identificação da variante genética não apenas colabora para a confirmação do diagnóstico clínico, como também pode influenciar diretamente o aconselhamento genético, o planejamento familiar e as opções de tratamento disponíveis para o paciente.
Quais doenças o exame pode diagnosticar?
Enquanto os painéis genéticos são frequentemente desenvolvidos com foco nas condições mais prevalentes para uma determinada indicação clínica, o exoma se destaca pela sua abrangência e capacidade de identificar uma variedade de condições, incluindo aquelas extremamente raras ou com associações genótipo-fenótipo mais recentes.
Uma das principais vantagens do exoma é sua capacidade de permitir o diagnóstico de condições associadas ao quadro clínico do paciente, mesmo aquelas consideradas muito raras ou que possuem associações genótipo-fenótipo ainda não completamente compreendidas. Em muitos casos, os genes responsáveis por essas condições podem não estar incluídos nos painéis genéticos comerciais disponíveis, tornando o exoma uma ferramenta valiosa para a investigação diagnóstica mais abrangente.
O aconselhamento genético também pode ser modificado pelo resultado do exoma. As informações obtidas pelo exame podem trazer dados sobre o diagnóstico preciso — também ajudando a delinear prognóstico, evolução clínica, tratamentos e acompanhamentos clínicos — e o aconselhamento genético para o paciente e sua família.
Vale ressaltar que o exoma é capaz de trazer informações sobre achados secundários ou incidentais. Assim, o paciente deve sempre ser orientado acerca dessa possibilidade antes da realização do exame, para decidir se deseja saber (ou não) sobre esse tipo de informação genética, sem relação com a indicação para realização do teste, mas com potencial relevância para acompanhamento clínico.
Qual o rendimento diagnóstico?
O rendimento diagnóstico global do sequenciamento completo do exoma varia entre 36% e 40%, porém essa taxa pode ser alterada conforme a faixa etária do paciente e as indicações clínicas para o teste.
Entre os pacientes pediátricos, incluindo bebês e crianças, o rendimento diagnóstico é de 37% a 43%. Especificamente, os bebês apresentam uma taxa de diagnóstico que varia entre 35% e 46%. Já os pacientes adultos têm um rendimento diagnóstico mais baixo, variando entre 16% e 19%.
O rendimento diagnóstico pode variar também de acordo com a indicação clínica. Um paciente em investigação por doença renal, por exemplo, pode ter menores chances de ter uma variante identificada no exoma quando comparado a um paciente com deficiência intelectual sindrômica.
Segundo um estudo abrangente de revisão sistemática, o rendimento diagnóstico do exoma teve maior faixa de rendimentos relatados para indicações neurológicas e doenças agudas, variando de 22% a 68% e 37% a 70%, respectivamente. Nesse sentido, um relatório médico detalhando o quadro clínico do paciente é essencial para a correlação clínica dos achados genéticos.
Limitações do sequenciamento completo do exoma
O exoma apresenta algumas limitações que devem ser consideradas. Ele pode ser limitado na detecção de doenças causadas por expansões nucleotídicas, como as associadas à síndrome do X frágil e outras doenças correlacionadas. Essas expansões geralmente ocorrem em regiões não codificantes do genoma, escapando da análise do exoma.
Algumas doenças genéticas resultam de alterações em regiões não codificantes do genoma, como promotores, enhancers e regiões regulatórias. O exoma não abrange essas regiões, o que pode resultar na falta de detecção de mutações relevantes para o quadro clínico do paciente.
O exame pode apresentar limitações na detecção de anomalias, como dissomia uniparental ou distúrbios relacionados ao imprinting genômico, fenômenos que também envolvem alterações em regiões não codificantes ou em locais específicos do genoma que não são alvo do exoma.
Apesar das limitações, o sequenciamento completo do exoma é uma ferramenta valiosa no arsenal diagnóstico, proporcionando uma perspectiva ampla e acessível para a identificação de variantes genéticas importantes em pacientes suspeitos de doenças genéticas.
Para continuar se aprofundando sobre exames genéticos, sugerimos a leitura do conteúdo Exames genéticos: como utilizar para o diagnóstico de doenças?.
Referências:
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