Diferenças entre exames genéticos: Painel, Exoma, e Doenças mitocondriais

Diferenças entre exames genéticos: Painel, Exoma, e Doenças mitocondriais

Quais são os exames oferecidos com a técnica de Sequenciamento de Nova Geração?

O Sequenciamento de Nova Geração (NGS) permite que centenas de regiões do DNA sejam sequenciadas simultaneamente, gerando resultados precisos de maneira mais rápida e econômica do que outras técnicas de sequenciamento.

Utilizando o NGS é possível determinar quais as regiões do genoma que serão analisadas: desde alguns genes pré-determinados até o genoma completo. Veja a seguir alguns exames que são oferecidos por laboratórios de diagnóstico genético:

Painéis genéticos

Nos Painéis são selecionados os principais genes que, quando mutados, estão associados ao aumento de risco de desenvolver uma doença ou um grupo de doenças. 

A Mendelics oferece diversos Painéis genéticos, como o Painel de Trombofilias, em que é realizado o sequenciamento completo (éxons e regiões intrônicas flanqueadoras) e avaliação do número de cópias (CNV) por NGS de 6 genes que possuem fortes evidências científicas de estarem associados à suscetibilidade de trombofilia. 

O Painel de Doenças Mitocondriais da Mendelics analisa mais de 160 genes, incluindo todos os 37 genes mitocondriais e mais alguns nucleares, associados a doenças mitocondriais como deficiências de complexos mitocondriais, defeitos de fosforilação oxidativa, neuropatia óptica hereditária de Leber, entre outros.

Já o Painel de Doenças Tratáveis inclui o sequenciamento completo (éxons e regiões intrônicas flanqueadoras) e avaliação do número de cópias (CNV) por NGS de 367 genes relacionados a doenças raras de manifestação precoce e com tratamento disponível, como as doenças de Erros Inatos do Metabolismo, além de outras doenças raras com manifestações neurológicas, imunológicas, hematológicas, metabólicas, endócrinas, renais, hepáticas e gastrointestinais.

Sequenciamento do Exoma

Éxons são os trechos dos genes que são traduzidos em proteínas e exoma é o conjunto dos éxons do genoma humano. Embora o exoma represente apenas 2% do total do genoma, aproximadamente 85% das alterações genéticas que causam doenças monogênicas estão localizadas nos éxons.

Assim, o Sequenciamento Completo do Exoma analisa simultaneamente, em uma só análise, quase todos os éxons de mais de 20 mil genes do genoma humano.

O Exoma pode ser solicitado para pacientes sintomáticos sem diagnóstico e/ou com suspeita de doença genética. Também é recomendado para casos que permanecem sem diagnóstico após investigação por outras tecnologias de diagnóstico genético, como SNP-array e MLPA, ou quando há suspeita de doença causada por múltiplos genes para a qual não exista um exame de Painel com todos os genes de interesse.

O Exoma Completo da Mendelics, além de identificar trocas simples de nucleotídeos (SNPs), também avalia variações no número de cópias (Copy Number Variations, CNVs) e, quando clinicamente indicado, pesquisa alterações no DNA mitocondrial, tudo com alta precisão e sensibilidade, e em um único exame. Além de incluir análise de segregação para determinar se a variante foi herdada ou não (de novo). 

Para não gerar dúvidas sobre o que está contemplado e oferecer o melhor para os pacientes, a Mendelics têm apenas 1 exame de Exoma, que já é o mais completo possível.

O Exoma Clínico é um painel que avalia a presença de variantes clinicamente relevantes em genes previamente relacionados a doenças. O número de genes avaliados varia entre apenas 5000 e 6000 genes, de acordo com o laboratório que realiza, e não faz a avaliação dos mais de 20 mil genes como o Exoma Completo.

tabela indicando as principais diferenças entre o Exoma Completo Mendelics e exames realizados por concorrentes

No Exoma Completo Mendelics as análises de CNVs e DNA mitocondrial estão inclusas. Em outros laboratórios, em geral, as variações no DNA mitocondrial ou CNVs não são avaliadas e podem ser cobradas à parte.

Doenças Mitocondriais

As mitocôndrias são organelas celulares responsáveis pela geração de energia. Quando não funcionam corretamente, não há suporte energético adequado, o que impede a sobrevivência da célula e tem como consequência o mal funcionamento de diversos órgãos. As mitocôndrias possuem um pequeno cromossomo em seu interior, que carrega genes responsáveis por codificar proteínas importantes para o seu funcionamento.  

As doenças mitocondriais podem ser originadas por alterações nos genes do genoma nuclear ou mitocondrial. As alterações nos genes do genoma nuclear são comumente detectados pelo exoma em vários laboratórios, porém um resultado negativo neste exame não exclui a presença de uma variante patogênica no genoma mitocondrial. 

Exames que analisam apenas genes mitocondriais deixam de lado genes nucleares que estão associados a doenças mitocondriais e por isso são incompletos.

Por isso, é importante realizar a análise de variantes do DNA mitocondrial também no Exoma, assim como é feito no Exoma Completo da Mendelics, que realiza o Exoma e a pesquisa de alterações no DNA mitocondrial em um único exame. 

Como já citado, se há suspeita de doença mitocondrial também está disponível na Mendelics o Painel de Doenças Mitocondriais que analisa apenas alguns genes, nucleares e mitocondriais, associados a doenças mitocondriais.

Quer saber mais sobre os exames oferecidos pela Mendelics? Deixe sua pergunta nos comentários abaixo ou entre em contato com a nossa equipe pelo telefone (11) 5096-6001 ou através do nosso site.

Sequenciamento completo do genoma

Sequenciamento completo do genoma

Saiba mais sobre o projeto que completou o sequenciamento do genoma humano e quais as implicações para a saúde e personalização de tratamentos.

Há mais de 30 anos começava o estudo que tinha como objetivo principal fazer o sequenciamento do genoma humano. Porém, até pouco tempo ainda faltava ser desvendado cerca de 8% do nosso DNA. 

Entenda quais foram as limitações enfrentadas pelos pesquisadores nas últimas décadas e quais foram os projetos e tecnologias que permitiram que o sequenciamento do genoma humano chegasse, finalmente, a 100%.

Projeto Genoma Humano

Até 1990 a genética já havia desvendado que o DNA era a molécula responsável pela transmissão das informações passadas de geração em geração. Também já era conhecida a composição e a estrutura em dupla hélice da molécula. 

As inúmeras descobertas sobre o DNA foram fundamentais para que o Projeto Genoma Humano fosse iniciado em 1990, e uma grande revolução na genética humana teve início. Com o envolvimento de centros de pesquisas de 18 países, o Projeto foi finalizado depois de 13 anos, em 2003, tendo sequenciado cerca de 90% do genoma humano.

O sequenciamento do genoma é a técnica que identifica a ordem das bases nitrogenadas no DNA. 

Todas essas informações enriqueceram o conhecimento sobre a complexidade de funcionamento do nosso genoma e diversas outras áreas, como a evolução humana, as doenças genéticas e as migrações populacionais. O Projeto também possibilitou o avanço de novas técnicas de sequenciamento e até mesmo de edição genética.

Como resultado do Projeto, foi criado um genoma de referência, extremamente útil para diversas pesquisas que, ao buscar por variantes genéticas, podem ser capazes de identificar as diferenças entre os indivíduos, sejam elas relacionadas a características físicas, de ancestralidade ou de saúde.

Porém, ainda haviam cerca de 400 trechos do genoma não preenchidos e uma precisão de menos de 1 erro a cada 10 mil pares de base. Os trechos não sequenciados e a taxa de erro, apesar de considerada muito baixa, traziam algumas incertezas para as pesquisas que utilizam o genoma de referência.

Com isso, após o Projeto Genoma Humano, outras grandes iniciativas realizaram o sequenciamento do genoma com o objetivo de corrigir possíveis erros na sequência, de preencher os trechos ainda não sequenciados e de sequenciar amostras de populações mais diversas.

Telomere-to-telomere

Como o genoma humano é muito grande, não é possível ler a sua sequência de uma só vez. Para isso, as técnicas de sequenciamento, como o Método de Sanger e o Sequenciamento de Nova Geração (NGS) envolvem a quebra do DNA em trechos menores e sequenciamento. Em seguida, com o auxílio de ferramentas computacionais, as peças são organizadas e montadas de acordo com o genoma de referência.

Assim, as regiões cromossômicas que possuem sequências muito repetitivas de bases nitrogenadas dificultavam o sequenciamento pelas técnicas utilizadas no Projeto Genoma Humano, pois era difícil “encaixar” os trechos menores de forma correta.

Com o advento de novas abordagens computacionais e novas técnicas de sequenciamento, chamadas de Sequenciamento de Terceira geração (long-reads), foi possível completar a sequência do genoma humano.

ilustração mostrando dois cromossomos, com destaque para as regiões centroméricas, indicando que o trecho repetitivo pode ser melhor sequenciado pela técnica de long read

O Consórcio Telomere-to-Telomere (em tradução livre, telômero-a-telômero) anunciou, em 2019, que havia conseguido utilizar a tecnologia de long-reads para realizar o sequenciamento do genoma humano de forma mais eficiente do que havia sido feito até então. No ano seguinte, sequenciaram um cromossomo completo pela primeira vez.

Os telômeros são sequências repetitivas que estão nas pontas dos cromossomos. Assim, o nome do Consórcio remete ao seu principal objetivo, o sequenciamento completo de todos os cromossomos, de ponta a ponta.

Agora, em 2022, o grupo publicou o resultado do sequenciamento completo do genoma humano na renomada revista Science, incluindo alguns genes e regiões repetitivas de DNA, como os telômeros (porções finais dos cromossomos) e os centrômeros (porções centrais dos cromossomos). 

Com isso, mais um passo foi dado para aumentar o conhecimento sobre o nosso genoma e para o entendimento sobre as diferenças individuais do DNA que influenciam nossa saúde e que podem ter implicações para a medicina de precisão.

Eric Green, diretor do National Human Genome Research Institute, parte do Instituto norte-americano National Institute of Health, ao se referir às inúmeras pesquisas que virão a partir da completude do sequenciamento do genoma, escreveu: “Essa é a alegria da ciência e da pesquisa: o trabalho nunca acaba”.

 

Referências

  1. https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ
  2. Vollger MR et al. Improved assembly and variant detection of a haploid human genome using single-molecule, high-fidelity long reads. Ann Hum Genet. 2020 Mar;84(2):125-140. doi: 10.1111/ahg.12364.
  3. Miga KH et al. Telomere-to-telomere assembly of a complete human X chromosome. Nature. 2020 Sep;585(7823):79-84. doi: 10.1038/s41586-020-2547-7.
  4. 4. Nurk S et al. The complete sequence of a human genome. Science. 2022 Mar; 376 (6588): 44-53. doi: 10.1126/science.abj6987
  5. https://www.scientificamerican.com/article/completing-the-human-genome-sequence-again/