SEQUENCIAMENTO DE EXOMAS NA MEDICINA DIAGNÓSTICA

Em casos de doenças genéticas é muito importante a identificação das variantes que causam a patologia para a orientação das decisões clínicas. No entanto, esse diagnóstico pode ser desafiador por diversos motivos, entre eles o fato de muitos pacientes apresentarem sintomas não específicos e mais de um diagnóstico genético, e de existirem mais de 5200 doenças genéticas para as quais às bases moleculares já foram estabelecidas¹. O desenvolvimento das técnicas de next-generation sequencing (NGS), que permitem uma análise ampla do genoma do paciente, foram um grande avanço na medicina diagnóstica no que diz respeito à detecção de variantes genéticas causadoras de doenças².
O sequenciamento do genoma ou exoma tem sido extensivamente usado para a detecção de variantes causais em casos de epilepsia, doenças cardiovasculares congènitas, malformação cerebral, deficièncias de neurodesenvolvimento, entre outras. A identificação das bases moleculares da doença podem permitir um tratamento direcionado, a antecipação de necessidades médicas, e evitar intervenções desnecessárias³. Além disso, essa técnica também é aplicada na área da farmacogenética para identificar variações na resposta à medicamentos, e em diversos ramos da pesquisa básica e clínica.

O nosso DNA é composto por 3 bilhões de pares de bases nitrogenadas das quais somente cerca de 1-2% compõem o exoma, que são as regiões que codificam proteínas. Embora os outros ~98% incluam regiões com funções regulatórias que podem afetar à saúde do indivíduo, aproximadamente 85% das mutações que causam doenças mendelianas ou quase-mendelianas encontram-se na parte codificante do genoma⁴. Por isso, apesar do valor do sequenciamento de um genoma completo ter diminuído consideravelmente nas últimas décadas, esse custo parece ter se estabilizado⁵, e o sequenciamento do exoma ainda representa um melhor custo benefício para a detecção dessas variantes, e é uma ferramenta valiosa que permite diagnóstico em 25-58% dos casos de suspeita de desordem genética².

O primeiro passo é à coleta de material biológico do paciente, como sangue ou saliva, para que seja feita a extração do DNA para o sequenciamento. No final dessa etapa são gerados arquivos com informações das sequèncias genéticas do paciente que vão passar por um rígido controle de qualidade para garantir que os resultados são precisos e confiáveis. O próximo passo é identificar todas as variações presentes nesse exoma e fazer a anotação dessas variantes, que consiste em recolher informações sobre elas em diversos bancos de dados, como por exemplo os possíveis efeitos para a função da proteína, frequèncias populacionais, e doenças associadas. Com essas informações, e considerando também as condições que levaram a indicação clínica para o teste, é possível fazer uma filtragem e classificar aquelas variantes que tèm maior chance de serem patogènicas, para então ter uma indicação de quais podem estar causando a doença^4;6.
Em média, são encontradas cerca de 22.000 variantes no exoma de um indivíduo⁷. Esse grande número, somado à enorme quantidade de informações que devem ser consideradas para o diagnóstico, tornam esse processo muito complexo e de difícil padronização entre diferentes laboratórios e centros de pesquisa. Para contornar esse problema, o Colégio Americano de Genética Médica e Genôemica (ACMG - American College of Medical Genetics and Genomics) convocou um grupo de especialistas para elaborar os padrões e diretrizes para a interpretação clínica de variantes de sequenciamento⁸. Embora esse guia seja um ótimo ponto de partida, a padronização das análises ainda é um desafio, e para auxiliar nesse processo tèm sido desenvolvidos muitos softwares para a aplicação dos critérios do guia de forma automatizada que facilitam um diagnóstico mais preciso.

1. Clark, M. M. et al. Meta-analysis of the diagnostic and clinical utility of genome and exome sequencing and chromosomal microarray in children with suspected genetic diseases. NPJ Genom Med 3, 16 (2018).
   
2. Fung, J. L. F. et al. A three-year follow-up study evaluating clinical utility of exome sequencing and diagnostic potential of reanalysis. NPJ Genom Med 5, 37 (2020).
   
3. Retterer, K. et al. Clinical application of whole-exome sequencing across clinical indications. Genet. Med. 18, 696-704 (2016).
   
4. Seaby, E. G., Pengelly, R. J. & Ennis, S. Exome sequencing explained: a practical guide to its clinical application. Brief. Funct. Genomics 15, 374-384 (2016).
   
5. McGuire, A. L. et al. The road ahead in genetics and genomics. Nat. Rev. Genet. 21, 581-596 (2020).
   
6. Marshall, C. R. et al. Best practices for the analytical validation of clinical whole-genome sequencing intended for the diagnosis of germline disease. npj Genomic Medicine vol. 5 (2020).
   
7. Taliun, D. et al. Sequencing of 53,831 diverse genomes from the NHLBI TOPMed Program. Nature 590, 290-299 (2021).
   
8. Richards, S. 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. Genet. Med. 17, 405-424 (2015).