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Aplicações do NGS na prática clínica

O principal objetivo da genética médica é identificar alterações genéticas responsáveis por causar doenças e, também, aquelas que nos protegem e estão ligadas à saúde. Nesse contexto, as metodologias de sequenciamento de nova geração (NGS) revolucionaram os estudos em genética molecular e propiciaram o início de uma nova era de estudos genômicos.

Muitos estudos têm sido realizados a fim de encontrar genes e biomarcadores que possam determinar a preservação da saúde ou a ocorrência de doenças e a melhor estratégia terapêutica para cada indivíduo.

Nos tópicos a seguir descreveremos alguns exemplos em que o NGS pode ser aplicado na prática clínica.

Medicina de precisão

A medicina personalizada ou de precisão é um novo conceito de praticar a medicina que visa tratar a saúde do paciente de maneira exclusiva, baseando-se nas características individuais de cada paciente (genética, ambiente, comportamento) para otimizar e personalizar estratégias de prevenção, detecção e tratamento.

Classicamente, todos os indivíduos acometidos por uma determinada patologia recebiam o mesmo tratamento, o que poderia ser benéfico e eficaz para alguns, ineficaz para outros, como também, poderia provocar reações adversas em outros.

Estudos no genoma humano contribuíram fortemente para o avanço da medicina de precisão, permitindo prever como algumas mutações iriam gerar doenças com comportamentos clínicos diferentes em relação à sua agressividade e resposta ao tratamento e assim fornecendo estratégias específicas para o diagnóstico e terapias-alvo de diversos tipos de doenças.

Terapias-alvo já são uma realidade no câncer de mama, câncer de cólon, câncer de pulmão, melanoma, leucemias e linfomas, por exemplo.

Algumas aplicações da medicina de precisão

  • Contribui para o diagnóstico e tratamento de doenças através da identificação de biomarcadores tecido-específicos, desenvolvimento de medicamentos e testes de diagnóstico, como a biópsia líquida.
  • Em casos de doenças multifatoriais, permite a identificação de subgrupos de doentes.
  • Em ensaios clínicos, permite o recrutamento de indivíduos doentes mais relevantes para o estudo.
  • Suporta pesquisa e desenvolvimento de moléculas personalizadas.

Como isso acontece na prática? 

Um exemplo conhecido é o sequenciamento dos genes BRCA1 e BRCA2 em casos familiares de câncer de mama e de ovário hereditário. A detecção de alterações patogênicas em um desses genes indica susceptibilidade à doença e assim orienta a conduta do médico no tratamento preventivo.

O mesmo ocorre no câncer não polipoide do cólon ou da síndrome de Lynch, no qual o sequenciamento de genes dos genes MLH1, MSH2 e MSH6 é recomendado para vigilância e tratamento preventivo.

Outro exemplo é no caso de pacientes com melanoma que possuem uma mutação de troca do aminoácido Valina por Ácido Glutâmico na posição 600 do gene BRAF, nesses casos específicos, o tratamento com veramufenibe é o mais indicado.

Farmacogenética

A farmacogenômica estuda as diferenças de metabolismo entre diferentes indivíduos. Um exemplo é o do citocromo P450 (CYP450). O CYP450 é uma grande família de genes que codificam enzimas hepáticas responsáveis pelo metabolismo de drogas e toxinas no organismo.

As variantes genéticas dessas enzimas se encontram entre diferentes populações étnicas, com uma grande variação no perfil genético. A depender da variação na sequência dos genes dessa família que o indivíduo tenha, ele poderá ser classificado como um metabolizador de drogas:

  • Ultra rápido
  • Extensivo
  • Intermediário
  • Pobre

E o tempo de metabolização de uma droga influencia no efeito da droga no organismo do indivíduo, e consequentemente nos efeitos colaterais e falha no tratamento.

O sequenciamento de genes da família CYP450, como o CYP2D6, por exemplo, pode guiar o tratamento de depressão. O CYP2D6 metaboliza muitas drogas psiquiátricas e o perfil de metabolizador de CYP2D6 para cada paciente tem um importante impacto sobre os efeitos colaterais e susceptibilidade à dependência química à essas drogas, influenciando assim, o tempo e os custos de hospitalização.

Microbiologia

A utilização do NGS em microbiologia permitiu a substituição da detecção e da caracterização convencional dos microorganismos através da análise da morfologia, propriedades de coloração e/ou seus critérios metabólicos para a detecção molecular através do genoma dos microorganismos.

microbioma é o material genético de todo o conjunto de microrganismos (bactérias, vírus, fungos e arqueas) em um determinado ambiente, como o corpo humano. Os microorganismos interagem dinamicamente com seus hospedeiros e entre eles mesmos.

Essas interações determinam a composição do microbioma e influenciam não apenas as características dos ecossistemas onde residem, mas também podem ter efeitos generalizados afetando a fisiologia dos hospedeiros e/ou a condição do local.

Através do sequenciamento do microbioma se pode identificar todos os microorganismos de um ambiente como também pode-se detectar a sensibilidade desses microorganismos à determinada droga ou também rastrear fontes de surtos de infecções. 

Existem diversos estudos analisando a composição e influência de alterações do microbioma em diferentes áreas como:

Saúde:

  • Microbioma de mãe e filho
  • Microbioma de indivíduos idosos
  • Microbioma de indivíduos magros

Doenças:

  • Microbioma e fisiopatologia do câncer
  • Prevenção do câncer
  • Microbioma como biomarcador
  • Microbioma e obesidade
  • Microbioma intestinal como biomarcador de doenças inflamatórias crônicas
  • Microbioma Oral e Doenças Cardiovasculares
  • Sistema Nervoso e Microbioma Intestinal
  • Microbioma do envelhecimento e do intestino
  • Microbioma e alergia
  • Microbioma e Doenças Inflamatórias do Intestino
  • Microbioma e doenças autoimunes

Além de estudos na área de veterinária, meio ambiente e agricultura.

Hoje, já existem laboratórios que oferecem o serviço de sequenciamento do microbioma.

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