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Prof. Dr. Alexandre Dias
MATERIAL COMPLEMENTAR
Bioengenharia
e Biotecnologia
Aplicadas à Biomedicina
Sequenciamento automatizado de ácidos nucleicos
História
Fonte: livro-texto.
Família de sequenciadores – Capilar/Nova geração
Fonte: Thermo e Illumina Co.
Livro-texto.
TACGATGTCAACGGTT...
ATGCTACA
ATGCTACAG
ATGCTACAGT
ATGCTACAGTT
ATGCTACAGTTG
ATGCTACAGTTGC
ATGCTACAGTTGCC
ATGCTACAGTTGCCA
ATGCTACAGTTGCCAA
Aplicações do sequenciamento genético
 Microbioma. 
 Farmacogenômica.
 Nutrigenômica e 
nutrigenética.
 Fingerprint.
 Oncologia.
A Bioinformática e o estudo das variantes genômicas
Fonte: DNA banking and analysis: points to consider. Am J Hum Genet 42:781-783, 1988.
O que são os bancos de dados genômicos?
Organização de dados interligados,
ou não, com o objetivo de 
responder a uma pergunta!
Conformação organizada de dados
Bancos de dados genômicos são dispostos em um 
sistema computacional: acesso, atualização e 
consulta
1) Gerenciar o volume de dados gerados.
2) Organizar os dados.
3) Analisar as informações obtidas.
Desafios para a Bioinformática
Bancos de dados
Bancos
de Dados
Proteínas
UNIPROT
Ontologia
Gene 
Ontology
Expressão
gênica
ArrayExpress
Vias
Metabólicas
BioCyc
Dados 
Primários
GENBANK/
NCBI
Dados 
Genômicos
USCS/
ENSEMBL
Meta-Data 
ENTREZ
Fonte: livro-texto.
Bancos de dados primários
National Center for Biotechnology Information
✓Centro Nacional para a Informação Biotecnológica dos EUA
✓Banco de dados central sobre as informações genômicas
O GenBank é o principal banco de dados 
do NCBI e armazena todas as sequências
disponíveis, publicamente, de DNA (de 
sequências pequenas a genomas
inteiros), RNA e proteínas. 
Fonte: NCBI.
Bancos de dados genômicos: ENSEMBL/Genome Browser
Fonte: Genome Browser.
enter position, gene symbol, HGVS or search terms
Bancos de dados genômicos: HGNC
Fonte: HGNC.
Medicina personalizada:
 Prática na Genética Médica;
 O diagnóstico é a base para a relação genótipo-fenótipo;
 Medicamentos inteligentes baseados nas alterações genômicas.
O uso dos bancos de dados
Exemplo prático
Paciente Sexo
Tipo de 
variante
Valor Cromossomo Início Fim Tamanho Sondas
A.R.B Feminino
del (x1) -0.38 5p15.32-p14.3 4,788,892 22,219,836 17,430,945 4639
del (x1) -0.32 14q11.2 21,358,155 21,422,666 64.512 17
dup (x3) 0.13 19q13.41 53,324,520 53,356,610 32.091 16
dup (x3) 0.14 Xq28 148,882,559 148,977,479 94.921 13
BeadArray 850 K – Illumina
Qual é a classificação da CNV?
PATOGÊNICA
VUSPatogênica Benigna
Exemplo prático
Exemplo prático
Fonte: Genome Browser.
Genome Browser
UCSC Genome Browser on Human Feb. 2009 (GRCh37/hg19) Assembly
Exemplo prático
Fonte: Genome Browser.
Genome Browser
DECIPHER
Exemplo prático
Fonte: Genome Browser e Decipher.
DECIPHER
Exemplo prático
Fonte: Decipher. 
Genome Browser
ClinVar
Exemplo prático
Fonte: Genome Browser e ClinVar.
INTERVALO
Bancos mais utilizados em genômica
Fonte: livro-texto.
BIPMed – Banco de dados brasileiro
Fonte: BIPMed.
TWIST1
Utilização do BIPMed: Gene TWIST1
Fonte: BIPMed.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados
Fonte: NCBI.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados
Fonte: Genome Browser.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados – OMIM
Fonte: OMIM.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados
Fonte: ClinVar.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados
Fonte: NCBI.
Gene TWIST1 – outros bancos de dados
Fonte: NIH.
No Pubmed – Gene TWIST1
Fonte: NCBI.
Sequência do gene TWIST1
Fonte: NCBI.
No HGMD – Gene TWIST1
Fonte: HGMD.
Repositórios públicos:
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/
 http://genome.ucsc.edu/
 http://www.internationalgenome.org/
 https://www.genomicsengland.co.uk/the-100000-genomes-project-by-numbers/
Bancos públicos
Mais prática
Fonte: https://www.labnetwork.com.br/noticias/banco-
publico-de-dados-genomicos-busca-parcerias/
 Garotinha de 8 anos de idade.
 Filha de pais não consanguíneos.
 Exame clínico: múltiplas malformações congênitas e dismorfias faciais, com o atraso no 
fechamento das fontanelas.
Diagnóstico: Array – HumanCytoSNP – v12 da Illumina.
Paciente JMK
Array
Fonte: acervo pessoal.
Próximo passo?
Banco de dados
Fonte: Genome Browser.
 Garoto de 12 anos.
 Alterações musculares importantes – compatíveis com DMD.
 Tio materno falecido por DMD.
Diagnóstico: MLPA P034/P035 – DMD Kit.
Paciente PVC
MLPA
Fonte: acervo pessoal.
Bancos de dados
Fonte: Nature.
 https://www.humgen.nl/scripts/DMD_frame.php
Banco de dados LOVD
Fonte: LOVD.
Fonte: acervo pessoal.
DMD
Normal
Mas... Nem sempre, temos resultados em um primeiro teste
Fonte: acervo pessoal.
100 150 200 250
Size (bps)
300 350 400 450 500 550
0
0,5
P
e
a
k
 R
a
ti
o
1
1,5
2
2,5
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
Size (bps)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
P
e
a
k
 R
a
ti
o
NGS
Continuar o estudo é Importante!
Fonte: Mendelics e Illumina.
Método:
Captura de éxons com Nextera Exome Capture, seguida por sequenciamento de nova geração com Illumina HiSeq. 
Alinhamento e identificação de variantes utilizando os protocolos de bioinformática, tendo como referência a versão 
GRCh37 do genoma humano. Análise médica orientada pelas informações que motivaram a realização deste exame.
Parâmetros de qualidade de sequenciamento:
Porcentagem de bases-alvo com, pelo menos, 10 leituras: 97,2%;
Número médio de vezes em que cada base foi lida: 192;
Número de sequências geradas: 20.182.198.
Variantes de significado incerto (VUS):
Não foram detectadas as variantes de significado incerto relevantes para o quadro clínico nos genes analisados.
Bingo!
Fonte: Mendelics – Acervo pessoal.
Resultado
Gene Posição Variação Consequência Cópias
DMD chrX:32.407.785 A > AT p.Leu1447lle fs*18
CCDS55395.1
Hemizigose (1
cópia 5
5 4 Provavelmente patogênicoDefinitivamente patogênico
Comentários:
A análise molecular por sequenciamento de exoma foi realizada para investigar se existem variantes genéticas 
no gene DMD.
Foi encontrada a variante ChrX:32.407.785 A>AT (ou, alternativamente, c.4341_4342insA – CCDS55395.1) em 
hemozigose no gene DMD (Muscular dystrophy, Duchenne type, OMIM# 310200), que promove a substituição 
do aminoácido leucina na posição 1447 por isoleucina e mudança da matriz de leitura a partir deste ponto, com 
a consequente criação do códon de parada prematuro da tradução proteica (p.Leu1447lle fs*18).
Esta variante encontra-se presente em heterozigose em 1 indivíduo do sexo feminino entre cerca de 43 mil 
indivíduos brasileiros e estrangeiros, e já foi, previamente, descrita (referida como c.4350dupA) no banco de 
variantes Leiden Open Variation Database (LOVD) associada ao quadro de distrofia muscular de Duchenne 
(Ref.1), bem como promove a interrupção precoce da tradução proteica, sendo, desta forma, considerada 
definitivamente patogênica.
Este resultado é compatível com distrofia muscular de Duchenne. Recomenda-se o aconselhamento genético.
Alguns banco de dados estão com informações erradas ou incompletas:
 Checagem cuidadosa com os bancos de dados;
 Avaliar a plataforma de plotagem;
 Confiabilidade do resultado.
Cuidados importantes!
Desafios da era da Bioinformática
Fonte: Nature.
 Diagnóstico mais acurado.
 Aconselhamento genético familiar.
 Tratamento e prevenção de morbidades.
Concluindo...
Quando relacionamos a utilização da bioinformática para auxiliar no diagnóstico de variantes 
genômicas, em pacientes com a suspeita de doenças genéticas, devemos considerar:
a) O tipo de teste genético a ser realizado na fase de wet lab.
b) O quadro clínico do paciente.
c) A história familiar sobre a doença.
d) O tipo de variante a ser analisada (CNV, SNV...).
e) Todas as alternativas são corretas e devem ser consideradas para a análise de variantes 
por bioinformática.
Interatividade
Quando relacionamos a utilização da bioinformática para auxiliar no diagnósticode variantes 
genômicas, em pacientes com a suspeita de doenças genéticas, devemos considerar:
a) O tipo de teste genético a ser realizado na fase de wet lab.
b) O quadro clínico do paciente.
c) A história familiar sobre a doença.
d) O tipo de variante a ser analisada (CNV, SNV...).
e) Todas as alternativas são corretas e devem ser consideradas para a análise de variantes 
por bioinformática.
Resposta
ATÉ A PRÓXIMA!