Como funciona a classificação de variantes genéticas?

Como funciona a classificação de variantes genéticas?

Uma das informações mais importantes no laudo de um exame genético é a lista de variantes patogênicas e provavelmente patogênicas detectadas e que podem ser responsáveis pelos sintomas do paciente. Nesse artigo vamos explicar como funciona a classificação de variantes genéticas, determinada pelo Colégio Americano de Genética Médica (American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG).

 

Categorias de variantes genéticas

O Colégio Americano de Genética Médica e Genômica (ACMG) definiu 5 categorias para as variantes genéticas: benignas (que definitivamente não causam doenças), provavelmente benignas (que provavelmente não causam doenças), de significado incerto (que tem efeito desconhecido até o momento), provavelmente patogênicas (que provavelmente causam doença) e patogênicas (que definitivamente causam doenças).

O que são variantes genéticas?

Variantes genéticas são diferenças que encontramos na sequência do DNA quando o comparamos com o genoma de diferentes pessoas. Essas variantes, na maioria das vezes, não causam doenças, mas contribuem para a nossa diversidade genética.

Estima-se que surjam 100 a 200 novas variantes em cada indivíduo a cada geração.

No entanto, algumas variantes podem ser causadoras de doenças. Pessoas com suspeitas de doenças genéticas podem realizar exames para tentar encontrar variantes patogênicas. Saiba mais como os exames genéticos são feitos.

 

As variantes que não causam doenças são chamadas benignas. Essas variantes podem não ter nenhum efeito no organismo, ou serem responsáveis por características físicas, por exemplo, como a cor dos cabelos e olhos. Para determinar se as variantes são benignas ou patogênicas são avaliados vários critérios, como por exemplo:

  • Avaliação da frequência (estudos populacionais): se a variante é muito frequente na população como um todo ou está presente em proporções semelhantes tanto em pessoas saudáveis quanto doentes, é pouco provável que ela seja a causa de alguma doença.
  • Avaliação da função do gene ou da proteína: se a proteína afetada pela mutação não for essencial para o funcionamento do organismo, é pouco provável que ela seja a causa de uma doença genética.
  • Avaliação do tipo da alteração: se a alteração abolir a produção de uma proteína ou causar a perda de um grande trecho cromossômico, ela pode afetar vários genes e é possível que não seja benigna.
  • Avaliação de como a variante foi herdada: se uma variante também estiver presente nos pais e eles forem saudáveis, é pouco provável que ela seja a causa de uma doença, mas se for uma variante nova, que apareceu pela primeira vez no paciente, ela pode ser patogênica.

Todos esses aspectos são estudados e testados computacionalmente e em laboratório, tanto em células humanas in vitro, quanto em modelos animais, além de estudos clínicos com pacientes. Com essas informações é possível determinar se a variante é benigna ou patogênica e, no caso das patogênicas, determinar qual o mecanismo pelo qual ela causa uma doença.

No entanto, nem sempre todas essas informações estão disponíveis sobre uma determinada variante. Isso pode acontecer com variantes raras ou que são difíceis de reproduzir em laboratório, por exemplo. Nesses casos, as variantes podem ser classificadas como provavelmente patogênicas ou provavelmente benignas.

Em último caso, se a quantidade de informação disponível sobre a variante for muito pequena ou se houver evidências conflitantes, de forma que ela não se encaixe nas classificações anteriores, ela pode ser classificada como variante de significado incerto, ou VUS (Variant of Uncertain Significance).

 

Variantes patogênicas e provavelmente patogênicas

A importancia dos médicos para o diagnostico das doenças raras

A classificação de uma variante genética como patogênica é feita com muito cuidado, pois elas são importantes para concluir o diagnóstico do paciente e até direcionar o tratamento.

Para que uma variante seja considerada patogênica devem existir achados científicos que comprovem que ela é a causa de uma doença. Dentre esses achados estão:

  • A variante impede a produção de uma forma saudável de proteína essencial para o organismo.

Imagem ilustrativa do efeito de uma mutação na proteína produzida: o gene contende a mutação patogênica produz uma proteína que não é funcional

Essa confirmação é essencial para considerar a variante patogênica, mas deve vir acompanhada de outros achados como:

  • A variante causa na proteína a mesma alteração que outra variante já conhecida por causar uma doença.
  • A frequência da variante é muito mais alta na população afetada pela doença do que na população saudável.
  • A variante é rara, mas é frequente em famílias com a doença.

Quando a variante parece ser patogênica, apresentando as características dos subtópicos acima, mas não existe ainda uma confirmação de como ela altera a proteína e como isso pode afetar o organismo (primeiro item), ela é considerada provavelmente patogênica. Assim que novos estudos funcionais confirmam esses pontos, a variante passa a ser considerada como patogênica.

É importante enfatizar que as variantes consideradas provavelmente patogênicas têm, pelo menos, 90% de probabilidade de serem patogênicas.

Variantes patogênicas e provavelmente patogênicas são importantes para a conclusão do laudo do paciente, que pode então definir o melhor tratamento junto ao médico. Esse resultado também é importante para a família, que pode ter outros membros afetados, por isso o aconselhamento genético é muito importante sempre que um exame genético é feito.

 

Variantes de significado incerto (VUS)

As variantes de significado incerto são aquelas sobre as quais ainda não existem informações concretas sobre a probabilidade de serem patogênicas ou benignas.

Quando um paciente possui uma VUS, as informações clínicas fornecidas pelo médico, o histórico familiar do paciente e a genotipagem dos genitores podem trazer informações importantes para a reclassificação dessa variante como provavelmente patogênica ou provavelmente benigna e a auxiliar na conclusão do diagnóstico.

  • Se um paciente apresenta uma VUS rara em um gene que já está associado a alguma doença genética que causa os sinais e sintomas descritos pelo médico e essa variante não está presente nos pais (é uma variante de novo), é possível que ela seja patogênica e a causa dos sintomas.
  • Já se a VUS se encontra em um gene que não condiz com os sinais e sintomas, ou se essa variante estiver presente nos pais e esses forem saudáveis, é provável que ela seja benigna.

VUS são um dos grandes motivos da necessidade de analisar o genoma dos pais do paciente. Saber se a variante foi herdada ou surgiu de novo auxilia na investigação do efeito dessa variante no organismo.

Além disso, as informações fornecidas pelo médico ao solicitar um exame genético são extremamente importantes para a conclusão do diagnóstico. Por isso, sempre que pedir um exame, envie uma descrição completa do quadro clínico do paciente. Assim a equipe médica tem mais informações para conseguir concluir o diagnóstico do seu paciente.

Assista ao vídeo com a Dra. Fernanda Monti sobre a importância dos médicos no diagnóstico de doenças raras.

 

Diagnóstico genético na Mendelics

exames genéticos são para todas as especialidades

A Mendelics segue as diretrizes do Colégio Americano de Genética Médica e Genômica (ACMG) para classificação de variantes, evitando falsos positivos e falsos negativos e atingindo a maior taxa diagnóstica da América Latina.

Temos um extenso portfólio de exames que atendem muitas especialidades médicas.

Acesse nosso site, confira a lista completa de exames e entre em contato conosco sempre que precisar de um exame genético para seus pacientes.


Referências

Richards, Sue, et al. Standards and Guidelines for the Interpretation of Sequence Variants: A Joint Consensus Recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genetics in Medicine, vol. 17, no. 5, May 2015, pp. 405–24.

Glossário de genética III

Glossário de genética III

Entenda termos importantes sobre alterações genéticas

Na terceira edição do Glossário de Genética, descrevemos os principais termos utilizados quando falamos sobre alterações no nosso genoma.

Quer saber mais? Leia as edições I e II do nosso Glossário para conhecer os principais termos em genética, genômica e técnicas de sequenciamento.

 

Mutação

A palavra “mutação” é amplamente usada para comunicar qualquer diferença entre a sequência de bases no genoma individual que está sendo sequenciado e a sequência mantida em um genoma de referência. 

Contudo, também é comumente interpretada como sinônimo de uma alteração que ‘causa uma doença’, por isso, tem uma conotação historicamente negativa. 

Temos entre 4 a 5 milhões de mutações em nosso DNA. Porém, a maioria dessas alterações não estão associadas a doenças, e podem estar ligadas a outras características, como a cor do olho, por exemplo. 

Após a popularização dos estudos genômicos e o maior conhecimento do genoma humano, o uso da palavra “mutação”, passou a ser evitada e substituída pelo termo neutro “variante”.

 

Variante

Qualquer diferença entre a sequência do genoma individual que está sendo sequenciado e um genoma de referência. 

As variantes podem ser classificadas com base no seu impacto clínico ou o tipo de alteração que causam na sequência do DNA.

As classificações clínicas refletem a probabilidade da variante causar uma doença. São 5 categorias

  1. Patogênica,
  2. Provavelmente patogênica,
  3. Benigna,
  4. Provavelmente benigna,
  5. Significado incerto. 

Quanto ao tipo de alteração, temos as seguintes categorias:

 

Variantes de base única (Single Nucleotide Variant, SNV)

As variações de nucleotídeo ou base única (SNV) são alterações de um único par de bases. Envolvem a substituição de um par de base na sequência do DNA, o que pode ter diferentes consequências sobre a proteína codificada.

 

Indels

São inserções ou deleções de uma, ou mais bases na sequência do DNA. Esses tipos de alterações, quando ocorrem dentro de éxons, podem ter diferentes consequências sobre a proteína codificada, incluindo a adição ou exclusão de aminoácidos, ou mesmo a mudança da matriz de leitura do código genético e inclusão de um sinal de parada prematuro da formação da proteína, ou ainda o alongamento dela.

 

Variantes estruturais (Structural Variation, SV)

Variantes estruturais (SV) compreendem uma ampla classe de alterações genômicas, normalmente definidas como alterações de 50 pares de bases ou mais, incluindo deleções, duplicações, inserções, inversões e translocações.

O tamanho da SV não necessariamente está ligado ao seu efeito no funcionamento do organismo. 

Grandes pedaços de cromossomos podem ser movidos de um ponto para o outro (translocações) ou invertidos (inversão), sem efeitos negativos aparentes. Por outro lado, deleções ou adições de múltiplas bases dentro de um gene podem resultar em uma proteína não funcional, com graves consequências para o funcionamento do organismo. 

 

Variação do Número de Cópias (Copy Number Variation, CNV)

As variantes de número de cópias (CNV) são um tipo de SV em que trechos do DNA variam em seu número de cópias (normalmente temos duas cópias, uma paterna e uma materna).

As CNVs podem incluir um ou vários genes, fazendo com que um indivíduo tenha quatro cópias de um gene, em vez das duas habituais, outra pessoa tenha três e outra pessoa cinco, por exemplo.

As CNVs podem resultar em níveis mais elevados ou mais baixos de proteínas sendo produzidas, podendo ou não causar doenças.

Já foi demonstrado que alguns genes e regiões do genoma possuem CNVs sem impacto funcional. Por outro lado, CNVs em genes atuantes no desenvolvimento neuropsicomotor, podem aumentar o risco para distúrbios do neurodesenvolvimento, por exemplo.

 

Alterações Cromossômicas

As alterações (ou anomalias) cromossômicas são variações no número ou na estrutura (forma ou tamanho) dos cromossomos.

O genoma humano é constituído de 46 cromossomos: 2 conjuntos de 22 cromossomos homólogos autossômicos e 2 cromossomos sexuais, X e Y. As alterações cromossômicas numéricas são aquelas que, de alguma forma, afetam esse número.

O número normal do conjunto total de cromossomos (44 autossomos + 2 cromossomos sexuais) é chamado de euploidia.

Se o conjunto total de cromossómos aumenta, chamamos de poliploidia (triploidia – 69 cromossomos, tetraploidia – 92 cromossomos). Se o número de algum cromossomo específico é alterado, chamamos de aneuploidias (ex.: trissomia do cromossomo 21, conhecido como Síndrome de Down).

As alterações cromossômicas estruturais são variações que alteram a estrutura do cromossomo e incluem: deleções, duplicações, inversões, translocações, cromossomo em anel e isocromossomos. 

Mesmo que a estrutura e organização dos cromossomos esteja alterada, se a quantidade de material genético estiver preservada, a alteração é chamada de balanceada ou equilibrada. Se houver partes cromossômicas adicionais ou a menos é chamada de desequilibrada, ou desbalanceada.

Além das classificações das variantes, outros termos também são muito frequentes:

 

Variante de novo

Variante de novo, também chamada de “mutação nova” é uma variante que surgiu em um indivíduo pela primeira vez e não é herdada de um dos pais.

Podem ser causadas por acaso, por falhas no processo de replicação do DNA durante a divisão celular e formação dos gametas, por falhas no reparo de erros no processamento do DNA ou devido a eventos mutagênicos, como exposição à radiação e produtos químicos específicos. Assim como as demais variantes, as variantes de novo podem ter consequências funcionais e causar doenças. 

 

Variabilidade genética/genômica

A variabilidade genética é todo o conjunto de diferenças entre as sequências de DNA (genoma) dos indivíduos.

O genoma humano possui três bilhões de pares de bases em sua sequência. Sendo que 99.5% dessa sequência é comum entre indivíduos, e os 0.5% restantes fazem com que nenhum ser humano seja igual ao outro.

A variabilidade genética é uma parte muito importante da vida. É esse conjunto de variações que permite que os organismos se adaptem a diferentes ambientes e situações adversas, sendo essencial para a sobrevivência das espécies. 

Determinadas variações genéticas podem ser a causa direta de doenças raras (como a Atrofia Muscular Espinhal, AME), podem resultar em uma maior ou menor predisposição para o desenvolvimento de doenças comuns (como diabetes, hipertensão, Alzheimer), mas também podem resultar em vantagens adaptativas, ou ainda podem não ter qualquer consequência na saúde. 

 


Quer entender mais sobre termos importantes na genética e genômica? Leia também a primeira e a segunda parte do nosso glossário.