Software desenvolvido em MG contribui no diagnóstico de doenças genéticas

Ferramenta auxilia médicos na descoberta de anomalias responsáveis por males decorrentes de alterações no DNA, como a anemia falciforme e a hemofilia

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postado em 04/07/2017 06:00 / atualizado em 04/07/2017 00:53

Janei Costa

 

Belo Horizonte — O genoma humano é o conjunto de genes transmitidos de forma hereditária, responsável por gerar a diversidade entre os indivíduos. Esse material, composto pelo DNA e outras estruturas, reúne, também, as informações para o funcionamento de todas as células do corpo humano. A medicina baseada no conhecimento do mapa genômico, portanto, pode ajudar a prevenir doenças e promover a saúde. Um software criado por pesquisadores do Laboratório de Genômica Clínica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), em parceria com o Núcleo de Genética Médica de Minas Gerais (Gene) e com o Hospital Universitário Infantil de Dublin, é a prova de que entender o genoma humano e combinar sua análise à biogenética e à informática pode resultar em grandes benefícios à saúde da população. A nova ferramenta está sendo usada em outros países.

 

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Batizado Mendel, MD, em homenagem ao austríaco Gregor Mendel (1822-1884), considerado o pai da genética, o programa foi desenvolvido pelo bioinformata Raony Guimarães e sua equipe com o intuito de ajudar médicos a identificar, nos dados laboratoriais obtidos pelo sequenciamento dos genes, qual anormalidade é responsável pela doença de um paciente. O aplicativo utiliza bancos de dados para facilitar a leitura do exoma — a fração do genoma que codifica os genes —, objetivando a obtenção de diagnósticos mais rápidos de doenças causadas por anomalias gênicas.

O sequenciamento do exoma, ou mesmo do genoma inteiro, se torna, cada vez mais, o teste de escolha para investigar e diagnosticar distúrbios genéticos como as doenças mendelianas, que apresentam alguma mutação na sequência do DNA de um único gene e aparecem acidentalmente ou são transmitidas hereditariamente. “Existem, no momento, cerca de 8 mil doenças mendelianas catalogadas em um banco de dados chamado Online Mendelian Inheritance in Man (Omim). Para cada uma dessas enfermidades, o Mendel, MD pode ser utilizado para encontrar a mutação responsável por causar a doença em cada paciente”, explica Raony Guimarães, o bioinformata responsável pelo desenvolvimento do software. Entre as doenças mais conhecidas causadas por alteração no DNA estão a anemia falciforme, a hemofilia, a fibrose cística e a distrofia muscular.

“Autismo, atrasos de desenvolvimento, assim como problemas familiares, como morte súbita ou câncer, também motivam a realização do teste de sequenciamento do exoma”, acrescenta Sérgio Pena, orientador do trabalho da equipe de bioinformática e diretor do Laboratório de Genômica Clínica da UFMG. “É preciso entender que um sequenciamento — a parte automatizada do procedimento — detecta entre 30 e 50 mil variantes no exoma e é imenso o desafio de filtragem”, informa o médico geneticista, que também participou das etapas clínicas do projeto. O Mendel, MD é um filtro bioinformático que agiliza a seleção das mutações relevantes.

O desenvolvimento do software levou cerca de quatro anos e contou com outros três pesquisadores da UFMG e do Gene. A ferramenta, gratuita e de código aberto, possibilita que qualquer um a consulte e usa bancos de dados atualizados para facilitar a leitura não só do exoma, mas de todo o genoma, bem como a seleção de genes e variantes candidatos a causarem a enfermidade, para validação experimental pelo laboratório e possível finalização do diagnóstico. Com isso, o aplicativo diminui o tempo de análise do mapa genômico e permite o diagnóstico mais rápido de doenças mendelianas. “A vantagem é que esses pacientes muitas vezes passam anos na busca por um diagnóstico, e agora o médico pode sequenciar o exoma do paciente, fazer o upload no software e encontrar os genes candidatos a causar a doença em muito menos tempo. A análise completa demora apenas alguns minutos”, ressalta Raony.

A equipe de pesquisadores do Laboratório de Genômica Clínica da UFMG e do Gene testaram o desempenho do programa em mais de 50 pacientes brasileiros com suspeitas de transtornos genéticos. De acordo com o bioinformata, o software conseguiu encontrar a variante causadora da doença, localizando a mutação genética responsável, e emitiu um diagnóstico definitivo na maioria dos casos. “Outros grupos também começaram a utilizar o Mendel, MD. Por exemplo, uma equipe do Hospital Universitário Infantil de Dublin, na Irlanda, identificou a mutação genética em casos de epilepsia e, inclusive, conseguiu encontrar um novo gene associado à doença”, explicam os especialistas. Os dados de um paciente também podem ser reanalisados à medida que novas informações sobre os genes que causam doenças se tornarem disponíveis nas bases de dados.

Raony Guimarães ressalta que o diferencial da ferramenta está na facilidade de uso. “Esse software oferece uma interface fácil de usar, com passos simples. Não é preciso ser proficiente em bioinformática”, conta. Por meio do navegador, os médicos fazem o upload do arquivo chamado VCF, gerado pelo sequenciamento do exoma, que contém a lista das milhares de variantes genéticas detectadas em um paciente com doença mendeliana.

O Mendel, MD vai, então, produzir uma lista restrita de genes com maior probabilidade de serem os responsáveis pela doença, pesquisando diferentes bancos de dados de conhecidas mutações causadoras de enfermidades. “O médico pode exportar a lista de variantes e decidir sobre um diagnóstico ou investigar as variantes mais a fundo usando outros métodos laboratoriais para provar que ela é realmente a causadora da doença do paciente”, esclarece Raony.

Reconhecimento tardio

O biólogo e monge austríaco Gregor Mendel (20 de julho de 1822 - 6 de janeiro de 1884) formulou e apresentou, em 1865, em dois encontros da Sociedade de História Natural de Brno, na atual República Tcheca, as leis da hereditariedade, hoje chamadas Leis de Mendel, que regem a transmissão dos caracteres hereditários. Sua teoria principal era a de que as características das plantas (cores, por exemplo) deviam-se a elementos hereditários (hoje conhecidos como genes). Como passava grande parte do tempo dedicando-se às atividades administrativas do monastério, Mendel foi deixando de lado suas pesquisas relacionadas à hereditariedade. Morreu sem ter seus estudos reconhecidos. Somente no começo do século 20, alguns pesquisadores comprovaram a importância das descobertas de Gregor Mendel para o mundo da genética.

 

*Estagiária sob supervisão do editor André Garcia, do Estado de Minas 

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