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Importância do sequenciamento de nova geração para o diagnóstico e tratamento dos erros inatos da imunidade 

Dr. Dewton Vasconcelos

Erros inatos da imunidade e sua interface com a genética

Nas últimas quatro décadas, através dos avanços em imunologia e genética, foram descobertos mais de 400 genes diferentes que afetam o sistema imunológico quanto ao seu desenvolvimento, função ou ambos, relacionados com o desenvolvimento de “Erros Inatos da Imunidade – EII” (do inglês, Inborn Errors of Immunity – IEI) [1,2]. Na maioria dos casos as EIIs são causadas por uma variedade de defeitos imunes monogênicos, mas podem também apresentar uma origem poligênica mais complexa. Individualmente, cada uma destas doenças afeta poucas pessoas, mas coletivamente representam um grande número de doenças diferentes que afetam uma porcentagem significativa da população. 

Diagnóstico dos erros inatos da imunidade e sua relevância

Os métodos diagnósticos atuais para EIIs são frequentemente baseados em caracterização fenotípica e funcional, e bastante demorados [3,4]. É importante ressaltar que muitos pacientes com deficiências genéticas semelhantes apresentam grande diversidade clínica e laboratorial [5]. O contrário também é verdadeiro, pois mutações em diferentes genes podem levar a fenótipos similares [6]. Isso leva a dificuldade de diagnóstico e consequente atraso para o início de um tratamento adequado, aumentando a morbidade e mortalidade [7].

Além disso, a identificação correta de defeitos genéticos é importante para o aconselhamento genético, como nos casos de planejamento familiar e exames pré-natais de famílias com pacientes acometidos por EIIs [8]; esses avanços levaram ao desenvolvimento de ferramentas diagnósticas e terapêuticas e terapias genéticas potenciais (IDR); além disso, a disponibilidade de terapias específicas para distúrbios em uma determinada via metabólica vem ganhando importância, permitindo tratamentos muito mais eficazes, reduzindo sobremaneira a morbidade e a mortalidade dessas doenças. 

Desenvolvimento da genética associada a doenças em humanos

Muitos genes associados a transtornos mendelianos foram descobertos através de mapeamento de ligação ou sequenciamento de genes candidatos. Entretanto, ainda há uma lacuna substancial do conhecimento sobre os genes que causam muitos dos fenótipos mendelianos raros [10]. O advento das tecnologias de sequenciamento maciço paralelo que simultaneamente amplificam e sequenciam milhões de fragmentos (conhecidos como Sequenciamento de Nova Geração, NGS) revolucionou o campo de genética humana, permitindo o sequenciamento do genoma humano completo em apenas poucos dias e reduzindo substancialmente o custo do sequenciamento de grandes regiões genômicas em comparação ao método de Sanger [11]

Métodos de NGS e diagnóstico dos EII

O NGS é um conjunto de tecnologias rápidas, precisas, com custo relativamente baixo e alto desempenho que têm identificado mutações em novos genes associados a doenças, inclusive em genes associados a EIIs [12,13,14,15,16,17]. Embora essas tecnologias ofereçam dados de sequenciamento completos, é extremamente desafiador distinguir as variantes patogênicas dentre os 3,2 bilhões de pares de bases presentes no genoma humano [18]. Algumas abordagens podem facilitar a avaliação dos genes de interesse, como limitar o sequenciamento a apenas a região codificadora do genoma, ou seja, o sequenciamento do exoma [19]. Embora o exoma represente apenas 1% do genoma, ele abriga aproximadamente 85% das mutações deletérias. O número crescente de estudos de sequenciamento de exoma demonstra o poder desta abordagem no mapeamento de genes envolvidos em doenças mendelianas, bem como sugere sua aplicação em doenças complexas [20]

Como avaliar a tsunami de dados obtidos no NGS?

Estudos de sequenciamento do exoma completo (do inglês, Whole-Exome Sequencing, WES) identificam aproximadamente 20 mil a 35 mil SNVs por exoma, dependendo da tecnologia utilizada e da origem étnica dos pacientes [21]. A identificação das variantes gênicas associadas a doenças permite a melhoria do diagnóstico e o início de investigações biológicas, mas o avanço real destes estudos é a demonstração de que esta abordagem pode ser utilizada para caracterizar as bases genéticas de doenças monogênicas raras utilizando um número pequeno de indivíduos afetados [22,23,24].

A combinação do sequenciamento do exoma completo com uma técnica eficiente de filtragem de variantes representa uma estratégia eficaz para a identificação de genes associados a doenças mendelianas, como podemos avaliar pelo crescimento do número de genes relacionados aos erros inatos da imunidade na última década. Na classificação de 2009 eram descritos 174 genes causadores de EII; 205 genes em 2011; 235 em 2013; 269 em 2015; 354 em 2017 e 430 em 2019, ou seja, mais de 250 genes novos foram descritos em uma década, com a fundamental ajuda do NGS.

Seriam os EII realmente doenças raras? Qual a consequência disso?

A prevalência de EIIs sintomáticos varia de 1: 10.000 a 1: 100.000 nascidos vivos, mas frequências mais altas podem ser vistas em populações com alto grau de consanguinidade ou entre populações geneticamente isoladas [25]. Os indivíduos afetados têm dificuldade em obter o diagnóstico e o encaminhamento devido ao desconhecimento dos profissionais de saúde em geral sobre a identificação e rastreamento desses casos. Embora raras, essas doenças são crônicas e graves e o diagnóstico precoce pode significar uma grande melhoria na qualidade de vida dos pacientes afetados pelos IEIs. Recentemente, a melhoria do conhecimento da fisiopatologia dos IEIs no nível molecular levou ao desenvolvimento de intervenções terapêuticas direcionadas.

Alguns medicamentos foram desenvolvidos especificamente para essas doenças, mas também os medicamentos desenvolvidos para outras doenças foram redirecionados para modular a função das vias intracelulares cuja função é aumentada ou diminuída como resultado de defeitos genéticos específicos. Mesmo defeitos no mesmo gene podem precisar de tratamentos diferentes, dependendo se a mutação leva ao ganho de função ou perda de função das respectivas proteínas codificadas por esse gene em particular [26]. Essa abordagem permite atingir uma função específica de uma célula, em vez de afetar toda a imunidade, evitando efeitos adversos em outros tecidos e sistemas do corpo. É verdade que a medicina de precisão está mostrando seu grande potencial hoje em dia em várias áreas da medicina, mas, nos anos anteriores, mudará a maneira como tratamos as doenças como um todo.

Sobre o autor:

Dr. Dewton de Moraes Vasconcelos é graduado em Medicina, mestre em Alergia e Imunopatologia pela Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), doutor em Imunologia pelo Instituto de Ciências Biomédicas da USP, e atualmente é medico responsável pelo Ambulatório de Manifestações Dermatológicas das Imunodeficiências Primárias do HC-FMUSP, e pesquisador associado ao LIM-56.

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