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Análise genética: saiba interpretar sua variante

A análise genética dos dados é um dos grandes desafios que algumas pessoas enfrentam ao trabalhar com sequenciamento. E não me refiro aqui à parte computacional mas sim à interpretação final das variantes detectadas.

Muita esperança é depositada nos exames genéticos, principalmente, quando o foco é o diagnóstico ou a busca da causa de uma doença. E não é uma tarefa fácil. Ao se deparar com uma lista de variantes, como saber quais têm ou não relação com a doença em questão?

Nos últimos anos, as tecnologias de sequenciamento genético avançaram muito e se tornaram cada vez mais acessíveis aos laboratórios diagnósticos e de pesquisa. Sobretudo, houve um aumento considerável na descoberta de genes que causam doenças quando estão alterados. E, além disso, iniciou um movimento de incentivo à divulgação de cada variante genética relacionada com doenças.

Até pouco tempo atrás, tanto no âmbito científico quanto no laboratorial, a divulgação dos dados era realizada de forma individual, onde cada instituição determinava seus próprios parâmetros e critérios para interpretação e classificação do efeito dessas variantes.

Por que se preocupar com uma boa análise genética?

Com a divulgação de várias variantes ao mesmo tempo, um problema surgiu: a falta de padronização na interpretação e divulgação. Em outras palavras, cada laboratório interpretava à sua maneira, a partir de critérios e evidências considerados relevantes. Contudo, as mesmas evidências, analisadas por pessoas e momentos diferentes, também podem resultar em interpretações diferentes.

E qual o problema disso tudo?

Classificar uma variante como patogênica ou não afeta diversos outros fatores, principalmente, porque médicos se baseiam nessas informações para elaboração de tratamentos, prognóstico e aconselhamento genético.

Portanto, para resolver esse problema e uniformizar a análise genética, um consenso internacional foi divulgado pela ACMG (American College of Medical Genetics and Genomics) com todas as considerações que devem ser levadas em conta ao classificar e divulgar uma variante. Essas considerações se enquadram na interpretação de doenças mendelianas e podem ser complementadas em casos específicos, conforme a doença envolvida.

Antes de englobar o tema desse artigo, vamos discorrer um pouco sobre variantes genéticas pontuais. Caso considere interessante revisar os conceitos sobre mutação e variantes genéticas, consulte o artigo “Mutação: a origem da variação genética”.

O que é uma variante pontual?

Variantes pontuais se referem à alteração de um único nucleotídeo. Essa alteração pode ser tanto a substituição de um nucleotídeo por outro quanto sua deleção ou inserção na sequência genética.

Por exemplo, podemos comparar nosso genoma com um livro onde todo nosso código genético esteja descrito. Nesse livro, cada capítulo seria um cromossomo, cada texto completo seria um gene e cada letra seria um nucleotídeo.

Qualquer erro de grafia nesse livro representaria um risco à compreensão da informação contida nele porque quaisquer alterações, mesmo que pontuais como a substituição, inserção ou deleção de uma única letra, podem alterar o sentido de uma frase inteira.

No genoma, composto por mais de três bilhões de pares de base de nucleotídeos, não é diferente. Uma variante pontual na sequência de um determinado gene pode ter impacto na proteína produzida. Como resultado podemos encontrar proteínas disfuncionais, total ou parcialmente.

Portanto, uma variante em um único nucleotídeo pode sim comprometer vias metabólicas importantes do organismo, resultando em doenças.

Análise genética de variantes pontuais em doenças

Toda variante genética causa doença? Felizmente não.

Se toda variante genética causasse doença, a espécie humana como conhecemos hoje já teria sido extinta há muito tempo.

Muitas doenças são causadas por variantes genéticas, mas isso não quer dizer que toda variante genética causa uma doença. Em um cenário patogênico, a alteração da “letra” na sequência pode interromper a função de uma proteína. Por outro lado, em um cenário benigno, essa alteração pode não impactar seu sentido por não ser suficiente para comprometer sua função.

Além disso, cabe citar que diversos outros fatores também influenciam na causa de doenças genéticas. Elas podem sim ser causadas por uma única variante, mas também podem ser desencadeadas pela combinação de variantes em um ou mais genes e até mesmo pela interação dos genes com o meio ambiente.

Critérios para uma boa análise genética

A seguir, reunimos dicas e evidências que devem ser consideradas para uma boa análise genética de uma variante pontual:

1. Verifique se a variante é real

Confirme os parâmetros de qualidade e cobertura da região sequenciada em que está a variante. Filtre variantes em regiões com qualidade muito baixa porque podem ser artefatos não reais.

Similarmente, confirme a variante por um outro método de sequenciamento se considerar necessário.

2. Entenda o papel do gene na doença

Antes de analisar a variante em si, analise o gene em que ela foi localizada. É necessário que o gene já tenha sido descrito como uma causa da doença, com evidências científicas que suportem seu envolvimento.

Por exemplo, se você estuda uma doença neurológica, de nada vai adiantar uma variante patogênica em um gene que não é expresso e nem está relacionado com o sistema nervoso e que não tenha nenhum estudo sobre uma possível relação.

Se o gene não está descrito como causa da doença, a classificação e interpretação da variante não se aplica.

3. Utilize a nomenclatura correta

Nomeie sua variante em todos os níveis: DNA, RNA e proteína. Para tal, consulte e utilize as normas para nomenclatura de variantes genéticas estabelecidas pela HGVS (Human Genome Variation Society).

Pode acontecer de o gene envolvido possuir mais de um transcrito. E vai além, os transcritos podem ser expressos em tecidos diferentes. Por isso, verifique todos os transcritos do gene onde identificou a variante. Se não localizar nenhum que já tenha sido descrito como “relevante clinicamente” para a doença, faça o mapeamento da localização de sua variante em todos.

4. Avalie os efeitos da variante na proteína

Nesse momento é possível observar o impacto que a variante pode ter na função e estrutura da proteína que ela codifica.

A variante causa troca de um aminoácido por outro ou mantém o mesmo? Caso tenha troca de aminoácidos, eles possuem as mesmas características químicas (tamanho molecular, polaridade, interações químicas)? Essa alteração afeta algum domínio funcional ou região conservada da proteína?

Todas essas questões devem ser consideradas. Obter o máximo de informações nessa etapa pode enriquecer ainda mais a análise genética da sua variante.

5. Consulte bancos de dados genéticos

Existem dois tipos de bancos de dados genéticos que podem ser utilizados para consultar a frequência alélica de uma variante: os bancos de dados populacionais e os bancos de dados específicos de doenças.

Independentemente do tipo de banco, verifique alguns fatores, tais como atualização, método de obtenção dos dados, sistema de nomenclatura utilizado, métricas de qualidade do sequenciamento, confiabilidade, etc. Portanto, busque bancos de dados mais acurados e bem conceituados no meio científico.

Os bancos de dados populacionais possibilitam a consulta da frequência de sua variante em grandes populações. É considerado um forte indício de benignidade se uma variante possui frequência acima de 5% nesses bancos. Entretanto, alguns pontos de atenção devem ser garantidos para uma boa análise genética. Por exemplo, esses bancos não indicam e não garantem que os indivíduos descritos são saudáveis ou acometidos por alguma doença. Além disso, eles também não indicam qualquer associação com fenótipo, efeitos funcionais da variante ou se membros da família foram inclusos na estimativa de frequência.

Já em relação aos bancos de dados específicos para doenças, é importante se atentar quanto à origem dos indivíduos descritos e os critérios diagnósticos utilizados, uma vez que podem interferir na análise.

6. Busque estudos científicos e ensaios funcionais

Há estudos científicos que comprovam ou refutam o efeito de determinadas variantes no organismo, principalmente para doenças já bem estabelecidas e muito estudadas.

Busque artigos científicos que analisam funcionalmente a mesma ou outras variantes no mesmo gene. Para estudos funcionais, seja crítico na análise. Sobretudo, certifique-se que os estudos foram publicados em revistas científicas confiáveis, com revisão e divulgação no meio científico. Ademais, avalie se o estudo foi efetivo ao determinar o impacto da variante, se o experimento refletiu as condições da doença no organismo, se foi validado e reproduzido por outros grupos de pesquisa.

7. Faça predições computacionais

Um tipo de análise que vem se tornando comum e muito útil para análise genética de variantes nos últimos anos é a predição computacional de patogenicidade, também conhecida por análise de predição in silico.

Esse tipo de análise prediz se a variante tem potencial em ser patogênica, mas não devem ser utilizados de forma isolada na interpretação de uma variante.

Com uma variedade de ferramentas disponíveis, esse tipo de análise utiliza diferentes algoritmos que analisam diversos fatores isolados ou combinados, como por exemplo: localização da variante, importância evolutiva da proteína, grau de conservação do aminoácido alterado, assim como a função e interações que esse aminoácido possui.

8. Tenha acesso às informações clínicas (fenótipo) do indivíduo afetado e parentes

É muito importante correlacionar a variante genética com o fenótipo (sinais e sintomas clínicos) observado na pessoa afetada pela doença. Assim, é possível estimar o tanto que a variante afeta o organismo e o quanto está envolvida no mecanismo da doença.

Não menos importante é a análise da história familiar e dos parentes para verificar se a variante segrega com a doença na família, por exemplo. Além disso, é possível saber se o padrão de herança é consistente, se é uma variante de novo, se outra variante pode estar envolvida, qual a penetrância e diversos outros fatores que também podem interferir na classificação dessa variante.

Finalizando a análise genética dos seus dados

Por fim, considerando todas as evidências descritas acima, classifique suas variantes.

Segundo o guia divulgado pela ACMG, as variantes genéticas devem ser classificadas em: Patogênica, Provavelmente patogênica, Incerta, Provavelmente Benigna ou Benigna. Ademais, cada classe recebe um peso em relação às evidências obtidas, como muito forte, forte, moderado, entre outros.

Acesse aqui o artigo publicado pela ACMG (American College of Medical Genetics and Genomics) na íntegra.

Não se sinta frustrado

Pode não ser o seu caso, mas boa parte das variantes não possuem evidências suficientes para serem classificadas como totalmente patogênicas ou benignas, permanecem como “variantes de significância incerta”. Não se sinta frustrado, não é um problema na interpretação ou na análise genética.

Os critérios foram muito discutidos e até hoje passam por validação e reformulações. E esses dados podem ser reanalisados porque com o avanço da ciência, dos estudos funcionais e do compartilhamento de informações essa variante poderá ser reanalisada e reclassificada, se for o caso.

O importante é se atentar ao fato de que essas classificações influenciam na tomada de decisão médica, portanto, toda cautela é devida.

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Referência Bibliográfica

Richards S, Aziz N, Bale S, et al; ACMG Laboratory Quality Assurance Committee. 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. 2015 May;17(5):405-24. doi: 10.1038/gim.2015.30.

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