Notícia

Bioinformática organiza sequenciamento do exoma

Antoninho Perri e Fábio Reis, Unicamp.

Fonte

Unicamp

Data

quinta-feira, 10 setembro 2015 10:15

Áreas

Bioinformática.

Várias doenças podem ser explicadas através da informação contida dentro do genoma de cada indivíduo. Mais especificamente, existe dentro do genoma uma região, que corresponde a menos que 2% de sua totalidade, chamada de exoma, tida como potencialmente responsável por armazenar as informações que determinam a composição e regulação dos mecanismos celulares de todo o corpo. Murilo Guimarães Borges, graduado em física-médica pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e orientado pela Profa. Dra. Iscia Teresinha Lopes Cendes, desenvolveu trabalho em nível de mestrado em que aplica métodos computacionais para organização das sequências de DNA que compõem o exoma de forma a localizar alterações nesta região que possam vir a ser associadas aos mais variados tipos de doenças.

Borges explica que a organização dessas sequências se assemelha à montagem de um quebra-cabeças em que se pode permitir que algumas peças fiquem fora do lugar. São elas que tornam os indivíduos únicos. O desafio é verificar se essas peças deslocadas correspondem a uma variação normal e aceitável em relação àquelas que são patológicas. Não é uma constatação simples. No trabalho, o pesquisador desenvolve formas mais eficientes de encontrar as respostas.

O DNA – ácido desoxirribonucleico –, do ponto de vista químico, é um imenso polímero constituído de unidades mais simples, as bases nitrogenadas. Ele contém as instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e funcionamento dos indivíduos e transmitem suas características. Seu principal papel é armazenar as informações necessárias para a construção de proteínas.

Ele é constituído por duas fitas complementares, formadas por moléculas de adenina, citosina, guanina e timina. Cada tipo de base de uma cadeia se liga apenas a uma base complementar da outra cadeia. A informação contida nesta molécula de DNA pode conter alterações que resultarão na formação de proteínas que não funcionam como deveriam. Algumas destas variações são responsáveis por doenças.

O Trabalho

O DNA humano é constituído por mais de três trilhões de bases. Em uma reação de sequenciamento, em que se utilizam aparelhos para sua leitura, não se consegue ler todo o genoma de uma só vez.  Então se utiliza um sequenciador que lê porções menores da informação que o constituem. Isso é basicamente o que acontece numa reação de ressequenciamento. Finalmente, procuram-se as diferenças com o genoma de referência: são elas, que individualizam os indivíduos e podem estar também relacionadas a doenças.

No trabalho o autor faz a aplicação de protocolos e métodos em bioinformática para a análise de sequenciamento de exomas humanos. Na bioinformática se usam computadores e softwares para coletar, analisar e interpretar informações biológicas. A análise através dela é essencial para lidar com o alto volume de dados gerados e realizar a ligação entre eles e o experimento biológico.

Os objetivos do estudo foram avaliar protocolos e aplicações disponíveis que pudessem ser utilizadas na análise dos dados gerados pelo sequenciamento de exomas humanos; aplicar e aperfeiçoar protocolos e aplicações disponíveis para predizer variantes potencialmente patológicas a partir de dados gerados pelo sequenciamento de exomas humanos; caracterizar o impacto das diferenças técnicas e populacionais na cobertura resultante da captura do exoma.

A propósito, Murilo esclarece: “Procurei encontrar uma forma, um método que, com base nas informações fornecidas pelo sequenciador, possibilitasse chegar a uma lista das variantes encontradas. Não nos cabe diagnosticar a doença, mas apontar diferenças no exoma e, a partir daí, possibilitar que um especialista tente localizar que alteração é potencialmente responsável por ela”.

O desafio é montar o quebra cabeça para identificar as diferenças que podem ou não ser patológicas de modo a garantir que as alterações observadas de fato ocorreram no genoma analisado e não decorrem do emprego do computador ou do trabalho de bancada no laboratório. “Ao fornecer as alterações no DNA há necessidade de garantir ao máximo que elas sejam reais e não resultem da técnica utilizada, e isso é o que tentamos fazer em nossas análises em bioinformática”, esclarece o autor.

Resultados

Realizado o sequenciamento é determinante um contraste com a literatura, onde se encontram informações de que malefícios essas pequenas diferenças podem vir a provocar no individuo, em que porcentagens podem ser danosas, ou seja, o grau de benignidade ou malignidade das alterações encontradas.

Murilo conclui: “Aplicamos o protocolo nas amostras estudadas e chegamos a resultados que podemos fornecer para os pesquisadores de forma anotada, com informações relevantes para guiar experimentos futuros”. Ele identificou também algumas oportunidades. Assim é que, uma variante em relação ao genoma de referência suscita uma questão: esta diferença não estaria relacionada ao fato de se estar comparando o genoma de um brasileiro com a de um indivíduo de outro background genético? É uma possibilidade que deve ser considerada. Este fato o levou a julgar de extrema importância a montagem de um banco de variantes da população brasileira. Mesmo porque uma mutação frequente na população do Brasil pode não ser patogênica e podem estar sendo feitas associações equivocadas em relação à genética de outros povos. Daí a importância da geração de banco das alterações comuns na população brasileira.

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Fonte: Carmo Gallo Netto, Unicamp. Imagem: Antoninho Perri e Fábio Reis, Unicamp.

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