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, 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?

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. 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.

Os exames genéticos 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 se concentrem nas regiões dos éxons ou próximas a eles. 

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 20 anos. 

Conheça as principais etapas do NGS

Preparação de biblioteca

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

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 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, desenvolvida por nós, que usa inteligência artificial para tornar as análises genéticas mais precisas e eficientes. 

Entenda a disferença entras as principais técnologias de NGS Targeted Sequencing.

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.