Sequenciamento do exoma muito além do genoma | Revista Médica Ed. 2 - 2015

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Como a ferramenta auxilia o aconselhamento, o diagnóstico e a terapêutica em diferentes condições clínicas de origem genética

Quando os segredos da primeira sequência completa do DNA humano foram desvendados pelo “Projeto Genoma Humano”, poucos imaginavam que essa tecnologia estaria tão acessível ao diagnóstico de condições clínicas. Menos de uma década depois desse epílogo científico, a análise genômica por sequenciamento de exoma integra-se ao arsenal diagnóstico médico com uma simples coleta sanguínea, redimensionando a escala de descobertas no campo da genética e tornando-se uma poderosa ferramenta diagnóstica.

O Fleury trouxe ao Brasil esse novo teste por meio da parceria com o Baylor College, dos Estados Unidos, que faz parte de um seleto grupo de laboratórios dedicados ao avanço do entendimento e do aprimoramento das técnicas de análise do genoma humano e detém o mais sólido conhecimento mundial em estudo genômico.

O exame é realizado por novas técnicas de sequenciamento de DNA em larga escala, também chamadas de sequenciamento de nova geração, ou next generation sequencing (NGS), que trazem uma verdadeira revolução tecnológica no campo da biologia molecular, na medida em que diminuíram o tempo de uma análise genômica completa de dez anos – a duração do primeiro sequenciamento do genoma – para poucas semanas.

Genoma X exoma

O genoma humano, também conhecido como “código da vida”, compreende toda a sequência de DNA e traz informações de grande relevância para o entendimento e o tratamento de diversas condições geneticamente determinadas. Já o exoma é o conjunto de éxons, a parte do genoma com uma função biológica ativa, como as regiões codificantes de todos os nossos 20.000 genes. Nessa porção, portanto, encontra-se a grande maioria das alterações responsáveis pelas doenças genéticas.

Dessa maneira, como o sequenciamento do exoma permite a análise detalhada das regiões codificantes do genoma humano, é possível o estudo da grande maioria das doenças de origem genética conhecidas, ao mesmo tempo e a partir de uma única coleta de sangue.

Distrofia muscular apontada por microscopia óptica.
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Cristais de carnitina, cuja deficiência primária é considerada erro inato do metabolismo.

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Cristais de fenilalanina, aminoácido não quebrado por portadores de fenilcetonúria.

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Etapas do sequenciamento do exoma

A primeira etapa envolve a extração de DNA de uma amostra sanguínea – bastam 9 mL de sangue para prover DNA suficiente ao processo. Após a extração, existe uma cascata de preparos no laboratório com o objetivo de separar e enriquecer os éxons. Em seguida, essa amostra representativa do exoma é processada em sequenciadores de nova geração.

O sequenciamento de nova geração faz a leitura da sequência de DNA de todo o exoma e produz arquivos de dados, que são processados por uma equipe de bioinformática especializada e posteriormente analisados por uma equipe médica experiente. Nessa fase, alinham-se todos os fragmentos gerados do DNA do paciente para comparação com o genoma-padrão – o mesmo que foi desenvolvido com o Projeto Genoma Humano e que é atualizado de tempos em tempos.

A partir das diferenças encontradas nas sequências de DNA do paciente, emite-se uma grande lista de variantes genômicas – um verdadeiro mapa genômico! Essa lista é exaustivamente manipulada com a agregação de informações de distintos bancos de dados de populações mundiais, com o objetivo de rastrear o real significado de cada variante. Para exemplificar a complexidade dessa etapa, usam-se mais de 10.000 genomas para mapear a frequência populacional de cada variante.

Quando a lista de variantes está completa e estruturada, começam os trabalhos da equipe médica, que, associando dados do quadro clínico e das hipóteses diagnósticas formuladas, passa a buscar sua possível origem genética.

Em síntese, a análise toda contém três etapas de processamento, que partem da sequência do DNA, geram dados computacionais e culminam em diagnóstico clínico.