Tecnologias para diagnóstico genético

Tecnologias para diagnóstico genético

Diagnóstico genético: diferentes tecnologias para diferentes aplicações

Existem várias tecnologias de análise genética que podem ser aplicadas para o diagnóstico de doenças. Cada tecnologia é capaz de identificar diferentes tipos de alterações genéticas e, por isso, tem uma aplicação específica.

 

Sequenciamento de Nova Geração (NGS)

Essa tecnologia permite analisar bilhões de regiões do DNA simultaneamente. Por isso, o NGS é utilizado no Sequenciamento Completo do Exoma, em que todos os mais de 20.000 genes do nosso genoma são sequenciados, e nos painéis, que analisam conjuntos específicos de genes relacionados a algum tipo de doença.

O Exoma é um exame bastante completo, indicado inclusive para casos de paciente com sinais e sintomas de origem desconhecida. Já os painéis funcionam muito bem quando existe uma suspeita médica de algum tipo de doença específica: por exemplo, se há uma suspeita de Distúrbios do Neurodesenvolvimento, o painel do Programa Movimente pode ser ideal.

Por ser muito versátil, o NGS também pode ser utilizado em exames customizados. Caso haja a necessidade de analisar algum gene específico que não está incluso em nenhum dos painéis, é possível solicitar o sequenciamento customizado dessa região.

Com o NGS conseguimos avaliar diferentes tipos de alterações genéticas, como SNPs, inserções e deleções de poucas bases até grandes trechos, como CNVs, além de permitir análise de DNA mitocondrial.

Ilustração do fluxo NGS, desde o preparo da amostra à emissão do laudo.

 

SNP-Array (Hibridização Genômica em Microarray)

A tecnologia empregada no SNP-Array permite analisar até milhões de variantes genéticas específicas, conhecidas por causar doenças genéticas e alterar a metabolização de fármacos. Com um SNP-Array de alta densidade também é possível identificar grandes perdas e ganhos cromossômicos, como os causados por CNVs, ou até aqueles envolvendo cromossomos inteiros.

O SNP-Array pode ser indicado para o diagnóstico de condições causadas por CNVs, como Malformações Congênitas, Deficiência Intelectual (DI), Atraso de Desenvolvimento Neuropsicomotor, Transtorno do Espectro Autista (TEA), Dificuldades de aprendizado e Restrição de Crescimento, ou causadas por aneuploidias, como a Síndrome de Down (trissomia do cromossomo 21) e a Síndrome de Turner (monossomia do cromossomo X em pessoas do sexo feminino).

O exame também é recomendado para a investigação de quadros clínicos de causa desconhecida.

Ilustração do fluxo de Array, desde o preparo da amostra à emissão do laudo

 

MLPA

O MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) é uma técnica desenvolvida para a identificação de CNVs e análise de metilação em regiões específicas do genoma. Por isso, essa técnica é indicada sempre que há suspeita de alguma doença genética causada por esses tipos de alteração.

Exames de MLPA podem ser indicados para diagnóstico de diversas condições, desde doenças raras como a Síndrome do X-Frágil, até cânceres hereditários.

Doenças causadas por alterações nos padrões de metilação do DNA, como as Síndromes de Angelman e Prader-Willi, também podem ser diagnosticadas por MLPA.

O que é metilação?

A metilação é uma alteração química que ocorre nas bases que compõem o DNA.

Os padrões de metilação são muito importantes para a expressão gênica e o funcionamento do nosso organismo, pois eles determinam quais genes devem ser expressos e quais devem ser silenciados.

 

Ilustração do fluxo do MLPA, desde o preparo da amostra à emissão do laudo

 

Sequenciamento Sanger

O sequenciamento Sanger é uma das tecnologias mais antigas de sequenciamento e têm uma grande relevância até hoje. Essa tecnologia é capaz de sequenciar fragmentos maiores, permitindo a análise de regiões complexas.

Por isso, essa tecnologia é a mais indicada para o diagnóstico de doenças causadas por mutações em genes complexos, como a Hiperplasia Adrenal Congênita, causada por alterações no gene CYP21A2.

Esse tipo de exame também é indicado para a confirmação de diagnóstico, onde somente uma região do genoma precisa ser avaliada, como ocorre na investigação de variantes patogênicas em pais e mães de crianças diagnosticadas com alguma doença genética. 

Ilustração do fluxo de sequenciamento Sanger, desde o preparo da amostra à emissão do laudo

 

Diagnóstico genético na Mendelics

A Mendelics é pioneira em diagnóstico genético por NGS na América Latina. Já realizamos mais de 100.000 análises genéticas, contribuindo com o diagnóstico de milhares de brasileiros e latino americanos. 

Oferecemos o Exoma mais completo do mercado, com análise de CNVs e DNA mitocondrial (quando necessário) já inclusos no mesmo exame. Também temos um extenso portfólio de painéis de NGS, exames por SNP-Array, MLPA (convencional e metilação) e Sequenciamento Sanger que atendem diversas especialidades médicas.

Somos o único laboratório de análises genéticas da América Latina a obter as três principais acreditações da área: 

  • Acreditação do CAP: reconhecida como a mais importante para laboratórios clínicos. O CAP (College of American Pathologists), é a principal organização de patologistas certificados em todo o mundo, garantindo aos pacientes serviços de alta qualidade. A Mendelics está acreditada desde 2017 sob o número 8671464.
  • Norma do ISO 15189:2015: certifica a competência do Sistema de Gestão da Qualidade da empresa e determina requisitos gerais para que o laboratório tenha competências reconhecidas para realizar suas atividades demonstrando o compromisso com a qualidade e com a competência técnica. A Mendelics é acreditada pela Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro (Cgcre) desde 2018 sob o número CLC 0007.
  • Acreditação PALC: programa de Acreditação de Laboratórios Clínicos da Sociedade Brasileira de Patologia Clínica/Medicina Laboratorial (SBPC/ML), que possui foco nas boas práticas laboratoriais, proporcionando um gerenciamento efetivo destes processos, aumento da segurança, e fornecimento de resultados mais confiáveis. A Mendelics está acreditada pelo PALC desde 2020 sob o número 32290508.

 

Quer saber mais sobre as técnicas laboratoriais empregadas na 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.

Diagnóstico genético por CGH-array e SNP-array

Diagnóstico genético por CGH-array e SNP-array

O que é a hibridação cromossômica em microarray (CGH)?

A hibridação cromossômica em microarray é uma técnica de biologia molecular que investiga simultaneamente milhares de regiões no genoma humano para identificar a presença de variações no número de cópias (Copy Number Variations, CNVs). 

As CNVs abrangem as microdeleções (perda de material genético) e microduplicações (ganho de material genético) maiores do que 1kb (1.000 pares de bases) (Figura 1). Perdas ou ganhos no nosso genoma, que incluem um ou vários genes, são a causa de milhares de doenças genéticas. 

deleção duplicação cariotipo

FIgura 1: Ilustração demonstrando o que é uma microduplicação (a região ‘B’ foi duplicada) e uma microdeleção (a região ‘B’ foi perdida) em um cromossomo.

 

A hibridação cromossômica em microarray investiga o genoma com uma capacidade de resolução muito superior ao exame de cariótipo, sendo capaz de identificar microdeleções e microduplicações que não são detectadas no cariótipo.

Por isso os exames de microarray, CGH-array e SNP-array, tem sido cada vez mais utilizados na prática clínica para o diagnóstico genético, principalmente para esclarecer quadro clínicos de causa desconhecida, e que podem ter causa genética. Exemplos: malformações congênitas, deficiência intelectual, atraso de desenvolvimento neuropsicomotor e Transtorno do Espectro Autista (TEA ou autismo).

 

Qual a diferença entre o CGH-array e SNP-array?

Existem dois tipos de hibridação cromossômica em microarrays: o CGH-array (Hibridização Genômica Comparativa – Comparative Genomic Hybridization, CGH) e o SNP-array (Polimorfismos de nucleotídeo único – Single Nucleotide Polymorphisms, SNP). 

Ambos os microarrays conseguem identificar CNVs, porém o SNP-array detecta também regiões de ausência de heterozigose (absence of heterozygosity – AOH) no genoma.

As regiões AOH podem estar associadas a um tipo de alteração genética chamada de dissomia uniparental (UPD). A UPD ocorre quando um par de cromossomos inteiro ou um segmento cromossômico foi herdado do mesmo genitor. As síndrome de Prader-Willi, síndrome de Angelman e síndrome de Silver-Russell são exemplos de doenças genéticas que pode ser causadas por UPD. 

 

Quais as diferenças entre os exames de microarray e cariótipo?

Com o advento das técnicas de hibridação cromossômica em microarrays, na primeira metade da década de 2000, muitos se perguntaram se o exame de cariótipo ia ser substituído pelo CGH-array e SNP-array.

Mas, 15 anos após a disponibilização das primeiras plataformas de microarray, o cariótipo ainda é bastante utilizado no Brasil, seja por obrigatoriedade da análise escalonada da ANS (Agência Nacional de Saúde Suplementar) ou por limitações da técnica de microarray.

Por isso, é muito importante saber para que serve o cariótipo e em quais situações o exame pode ser complementado ou substituído pelo microarray

 

Para que serve o cariótipo?

O cariótipo é uma técnica de citogenética que estuda os cromossomos humanos. O exame de cariótipo é identifica alterações no número total de cromossomos (aneuploidias), grandes deleções e duplicações, e rearranjos equilibrados.

Aneuploidias:  

As aneuploidias são definidas pela ausência de um cromossomo (monossomia), ou pela presença de uma ou mais cópias de um cromossomo inteiro (trissomia).  

As aneuploidias mais conhecidas são: a síndrome de Down (trissomia do cromossomo 21), a síndrome de Patau (trissomia do 13), a síndrome de Edwards (trissomia do 18); a síndrome de Klinefelter  (47, XXY) e a síndrome de Turner (monossomia do 21). 

 

Grandes deleções e duplicações cromossômicas

As grandes deleções e duplicações causam, respectivamente, perdas e ganhos de grandes segmentos cromossômicos. Elas podem incluir braços inteiros de cromossomos ou abranger segmentos menores. 

Nesse último caso as alterações só serão detectadas pelo cariótipo se puderem ser visualizadas em um microscópio óptico. Caso contrário, somente técnicas de maior resolução, como o microarray, podem detectá-las.  

 

Rearranjos equilibrados

Nos rearranjos equilibrados há troca de posição de segmentos cromossômicos, sem perda ou ganhos (Exemplo: translocações e inversões). 

A maioria das pessoas que possuem rearranjos equilibrados são clinicamente normais. Porém, elas têm risco aumentado de abortos espontâneos, infertilidade e maior chance de ter filhos afetados por doenças genéticas causadas por deleções ou duplicações.

 

O microarray complementa ou substitui o cariótipo?

Caso a suspeita clínica seja de anomalia cromossômica que possa ser identificada pelo cariótipo, este é o exame que deve ser solicitado. Um exemplo é a síndrome de Cri-du-chat, onde a perda de um segmento do braço curto do cromossomo 5, que origina a doença pode ser detectada no cariótipo. 

Quando a suspeita é de um rearranjo equilibrado, exemplo de pacientes com histórico de aborto de repetição e infertilidade, recomenda-se também o cariótipo. Rearranjos equilibrados não causam perdas ou ganhos de segmentos e, por isso, não são detectados pelo microarray

Para pacientes com malformações congênitas, deficiência intelectual, atraso de desenvolvimento neuropsicomotor e autismo, o microarray pode ser solicitado após a realização do cariótipo ou como primeiro exame de diagnóstico genético

Nos Estados Unidos a Sociedade Americana de Genética Médica, recomenda a realização da hibridação cromossômica em microarray como primeiro exame genético para esse grupo de pacientes. 

Essa recomendação baseia-se em estudos que mostraram que a taxa diagnóstica da hibridação cromossômica em microarray é de 14-20%, em comparação a 3% do cariótipo (excluindo-se pacientes com síndrome de Down e outras doenças cromossômicas já conhecidas).

Embora a decisão da solicitação inicial do microarray fique a critério médico, no Brasil o Rol de Procedimentos e Eventos em Saúde da ANS, que estabelece a cobertura obrigatória para os beneficiários de planos contratados a partir de 1999, autoriza o microarray somente após a realização dos exames de cariótipo e para Síndrome do X Frágil.  

 

A Mendelics oferece o SNP-array de alta resolução

A Mendelics utiliza o Infinium™ Global Screening Array-24 v3.0 BeadChip (Illumina Inc.), uma plataforma de alta densidade que contém mais de 650.000 marcadores distribuídos estrategicamente para garantir ampla cobertura de regiões clinicamente relevantes do genoma humano

O SNP-array de alta densidade oferece as seguintes vantagens:

  • Alta resolução na identificação de CNVs.
  • Cobertura aumentada em genes sensíveis à dosagem. 
  • Detecção de alterações em mosaico e regiões de ausência de heterozigose (AOH).

Importante: Esse texto tem caráter educativo. É fortemente recomendado que o paciente seja acompanhado por um médico que orientará qual a melhor maneira de se proceder. Converse com seu médico.

Quer saber mais sobre o SNP-array ou CGH-array? Deixe sua pergunta nos comentários abaixo ou entre em contato com a nossa equipe pelo telefone (11) 5096-6001 ou através do nosso site.

 


Referências

  1. Miller DT, Adam MP, Aradhya S, et al. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies. Am J Hum Genet. 2010;86(5):749-764. 
  2. https://www.anthem.com/dam/medpolicies/abc/active/guidelines/gl_pw_d094176.html
  3. Parecer Técnico Da Sociedade Brasileira De Genética Médica e Genômica Sobre Testes Genéticos. Volume 1. Recomendações Sobre A Qualidade Técnica e Laudo Dos Principais Exames Em Genética Médica. Grupo de Trabalho da Sociedade Brasileira de Genética Médica e Genômica (SBGM) sobre exames genéticos – 2018/2021.