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Entenda o Sequenciamento de Nova Geração (NGS)

16 julho, 2020 | Doenças e Exames

Sequenciamento de Nova Geração (NGS) – a (re)evolução do sequenciamento de DNA

A última década na Medicina foi marcada pelas grandes inovações que a genética trouxe para as áreas de oncologia, doenças raras e medicina reprodutiva. Essa revolução só foi possível com o advento dos primeiros sequenciadores de Nova Geração (Next Generation Sequencing, NGS), a partir da segunda metade da década de 2000.

No passado os médicos solicitavam o sequenciamento de genes de maneira sequencial, o que implicava gravemente no tempo e custo necessário para se chegar a um diagnóstico – quando esse, de fato, era possível de ser feito.

Os equipamentos de NGS aumentaram em milhões de vezes a capacidade de análise do genoma humano e reduziram o custo e tempo de sequenciamento.

Entenda mais sobre sequenciamento de DNA e como o advento do sequenciamento de Nova Geração revolucionou as análises genéticas nesse post.

 

O que é o Sequenciamento de DNA? 

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Figura 1. Imagem ilustrativa das divisões do genoma humano.

O genoma humano é o conjunto total de DNA presente em cada uma das nossas células. O genoma humano é formado por três bilhões de pares de bases e entre 20.000 a 22.000 genes. 

O processo que permite o conhecimento da exata ordem da sequência das bases no DNA é chamado sequenciamento (Figura 1)

 

Para que serve o sequenciamento? 

Os genes são a parte nosso genoma que contém a informação para a produção de proteínas que são responsáveis pelas características e funcionalidades do nosso corpo. 

Os genes são formados por éxons e íntrons, mas apenas os éxons (chamados de regiões codificadoras) são traduzidos em proteínas (FIgura 2). Os éxons correspondem a apenas 2% do genoma humano. 

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Figura 1: Ilustração de um gene, seus éxons e íntrons.

 

Os exames de sequenciamento buscam identificar alterações na sequência dos éxons que possam afetar a função das proteínas e relacioná-las com quadros clínicos. 

O pouco conhecimento que temos hoje sobre o impacto clínico das alterações genéticas nas regiões não codificantes (íntrons e regiões não-gênicas) faz com que as análises concentram-se nas regiões de éxons ou próximas a elas. 

 

Entenda a técnica de Sequenciamento de Nova Geração

Desde a década de 70 foram desenvolvidas várias metodologias de sequenciamento: Shotgun, Sanger, Sequenciamento de Nova Geração, entre outras. Da década de 80 até metade da década de 2000 o Sequenciamento pelo método de Sanger era o principal método utilizado. 

A partir da segunda metade da década de 2000, a técnica de Sequenciamento de Nova Geração (Next Generation Sequencing, NGS) surgiu e gradativamente substituiu o método de Sanger. 

O Sanger sequencia os fragmentos de DNA individualmente, enquanto o NGS é uma técnica de sequenciamento em larga escala, no qual milhões e até bilhões de fragmentos são sequenciados simultaneamente em uma única corrida. 

Outra grande inovação do NGS foi a possibilidade de sequenciar em uma única corrida centenas de amostras.  O DNA dos pacientes que serão processados juntos são “marcados” com um identificador próprio (“barcode” ou “index”) de forma que é possível diferenciá-las na etapa de análise. As inovações técnicas do NGS também permitiram reduzir os custos do sequenciamento, que vêm decrescendo significativamente nos últimos 18 anos. 

 

Conheça as principais etapas do NGS

 

– Preparação de biblioteca 

Na etapa laboratorial do NGS são realizados protocolos que permitem a captura/amplificação exclusiva das regiões de interesse de acordo com o exame solicitado pelo médico (Figura 3). 

fluxo ngs

Figura 3: Principais etapas do NGS

 

– Sequenciamento e Bioinformática 

Após a preparação laboratorial, a amostra do paciente é submetida ao sequenciamento. Os aparelhos NGS sequenciam a amostra de DNA gerando milhões de fragmentos curtos (chamados de reads). 

Para saber exatamente onde essas sequências estão localizadas no genoma da amostra analisada, as reads são comparadas a um genoma de referência construído no Projeto Genoma Humano. Alterações (variações) detectadas na amostra do paciente em relação ao genoma de referência são denominadas de “variantes”

A enorme quantidade de dados gerados pelo NGS exigiu o desenvolvimento de uma área batizada bioinformática. O objetivo da bioinformática é transformar a imensa quantidade de dados de gerados no sequenciamento em um único arquivo, compacto, que contenha as informações mais relevantes para a posterior interpretação e análise dos médicos ou cientistas. 

 

– Análise Médica 

O médico responsável pela análise do exame deve investigar na literatura e nos bancos de dados a possível associação da(s) variante(s) identificadas no sequenciamento ao quadro clínico do paciente. Nessa etapa, na Mendelics utilizamos o Abracadabra®, uma plataforma exclusiva que usa inteligência artificial para tornar as análises genéticas mais precisas e eficientes. 

 

Análises genéticas e a Mendelics

Ao trazer a tecnologia de NGS para o Brasil e oferecer exames genéticos complexos a preços acessíveis, a Mendelics contribuiu para democratizar o acesso ao diagnóstico genético e divulgar a importância dos exames de NGS entre os médicos, operadoras de saúde e pacientes. 

Quer saber mais sobre o NGS e sobre os exames da Mendelics que usam essa tecnologia?

Deixe sua pergunta nos comentários abaixo ou entre em contato com a nossa equipe pelo telefone (11) 5096-6001 ou através do nosso site.

2 Comentários

  1. Ana Paula Moreira

    Ola! Muito esclarecedor o texto, mas tenho uma dúvida: existe alguma diferença de técnica e análise dos dados para um NGS de tecido oncológico? Aliás é possível e viável o NGS para detecção de alteração oncológicas? Obrigada.

    Responder
    • Ágatha Faria

      Olá, Ana Paula, tudo bem?
      Obrigada pelo interesse em nosso conteúdo. Sim, o diagnóstico de câncer por NGS é totalmente possível e muito recomendado, mas para cada tipo de câncer, se hereditário ou somático (tecido), existe uma metodologia de processamento da amostra e análise diferente. Assine nossa newsletter para receber todas as novidades do blog com exclusividade.

      Responder

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