Sequenciamento Completo de Exoma combinado com análise cromossômica quantitativa

Desde 2011 o Laboratório GENE – Núcleo de Genética Médica de Minas Gerais disponibiliza no Brasil o exame de Sequenciamento Completo do EXOMA, ou seja, o Teste do EXOMA. A possibilidade de permitir fácil acesso dos pacientes brasileiros a este inovador e brilhante teste diagnóstico de forma pioneira foi consequência do trabalho do Dr. Sérgio Danilo Pena, Professor Titular da UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais, que inaugurou o primeiro Laboratório de Genômica Clínica do país, na Faculdade de Medicina, em Belo Horizonte, neste mesmo ano. 
Link para reportagem na revista da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

1) Indicações
a) Quando não há uma idéia precisa de qual gene poderia ser responsável pela doença genética.
b) Quando o(a) paciente tem um quadro clínico que poderia ser causado pela presença de mutação em algum dos genes de um conjunto já conhecido. Exemplos são a doença de Charcot-Marie-Tooth, a retinose pigmentar, as síndromes de morte súbita familial, a surdez e as doenças mitocondriais.
c) Mesmo quando o(a) paciente tem uma doença causada por um número pequeno de genes (esclerose tuberosa, doença policística dos rins etc.), o teste do exoma pode ser custo-efetivo.
d) Quando a quantidade de DNA disponível para análise é muito pequena, pois a quantidade usada para um Sequenciamento Completo de Exoma Diagnóstico (SCED) é menor que a necessária para um teste de sequenciamento convencional de Sanger.

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TIPO E QUANTIDADE DE MATERIAL

4 ml de sangue EDTA + amostra dos pais (sangue em EDTA ou células bucais)
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PRAZO DE ENTREGA

Aproximadamente 90 dias

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Sequenciamento Completo de Exoma





O Laboratório GENE e a Clínica Genética Sérgio Pena têm endereços em Belo Horizonte (sede), São Paulo e Curitiba mas atuam em todo o Brasil, por meio de parcerias com outros centros diagnósticos de alto nível. Atendem também referências de médicos de todas as localidades – já que os pacientes não precisam viajar para se beneficiar do Teste do EXOMA, que pode ser realizado em amostra de sangue coletada onde eles residem. Na cidade onde residem os pacientes pode ser organizada, junto a um laboratório local ou a um profissional da área de saúde, a coleta da amostra de sangue necessária.

O paciente e/ou o profissional que fará a coleta podem receber uma orientação cuidadosa e atenciosa da equipe do Laboratório GENE, sempre à disposição pelo telefone (31) 2105-8000 ou pelo e-mail [email protected]

Informações: O genoma humano, composto por cerca de 3.4 bilhões de bases, tem uma pequena porção  (1 a 2%) que é funcionalmente importante e é chamada de EXOMA. Esta porção do genoma, apesar de pequena, é sede de 85% das mutações que causam doenças genéticas humanas. A função do restante do genoma ainda não é bem conhecida.

O EXOMA, então,  é o conjunto de aproximadamente 200.000 EXONS que codificam os genes que, por sua vez, determinam a produção das proteínas, responsáveis pelo funcionamento correto do nosso organismo.

Erros na sequência de bases do DNA dos exons alteram o funcionamento dos genes e estão associados a doenças genéticas. O Teste do EXOMA tem o propósito de diagnosticar estes erros e definir a(s) causa(s) das doenças.

O Sequenciamento Completo do EXOMA, ou seja, o Teste do EXOMA, é o mais eficiente teste da medicina diagnóstica laboratorial para doenças genéticas causadas por mutações gênicas, ou seja, por mutações na sequência do DNA (diferentes das doenças causadas por deleção ou duplicação cromossômica, nas quais há falta, ou excesso, de DNA). Ele permite testar, de uma só vez, simultaneamente, TODOS os cerca de200.000 exons dos mais de 20.000 genes humanos, dentre os quais 3.315 genes estão sabidamente associados a doenças genéticas  listadas no Clinical Genomics Database (CGD). 

O Teste do EXOMA pesquisa o gene responsável pelo quadro clínico de um(a) paciente (ou feto) e leva ao diagnóstico conclusivo em mais de 25% dos casos com suspeita de doença genética (Yang et al, NEJM 369: 1502, 2013).

Recomendação: Em pacientes (ou fetos) com atraso de desenvolvimento e/ou malformação sem um diagnóstico definitivo, o Teste do EXOMA pode evitar uma desgastante sucessão de consultas médicas com diferentes especialistas, numerosos testes clínicos laboratoriais, exames de imagem e, também, o sequenciamento isolado, um-a-um, de genes variados, “possivelmente” relacionados ao(s) problema(s).

A opção pelo Teste do EXOMA pode ser feita em um momento inicial da investigação médica mas varia caso-a-caso.

Em geral, o indicado é realizar o Teste do EXOMA após o teste array CGH ter excluído a presença de microdeleções ou microduplicações cromossômicas.

Muitas pessoas têm sabidamente “uma doença genética” mas não têm um diagnóstico certo. Definir o diagnóstico (em paciente ou feto) permite estabelecer um prognóstico clínico, indicar tratamentos corretos ou identificar tratamentos potenciais, antecipar problemas médicos, fazer o aconselhamento genético da família, determinar o risco de recorrência do problema etc.

Individualmente, doenças genéticas são raras mas em conjunto afetam um número substancial de pessoas. Estudos epidemiológicos mostram que 8% das pessoas são identificadas como afetadas por doença genética antes de chegar à idade adulta. Este número aumenta com a inclusão de doenças de aparecimento tardio.

Indicações - O Teste do EXOMA deve ser solicitado:

a) Quando o(a) paciente (ou feto) já fez separadamente o teste array CGH, que não apresentou alteração cromossômica.   

b) Quando os dados clínicos não permitem estabelecer o gene responsável por uma doença genética específica.

c) Quando o quadro clínico poderia ser causado por mutação em um gene que é parte de um conjunto associado a doenças conhecidas como Doença de Charcot-Marie-Tooth, retinose pigmentar, síndromes de morte súbita familial, surdez e doenças mitocondriais.

d) Mesmo quando a suspeita clínica é de uma doença causada por mutação em um gene de um grupo pequeno (esclerose tuberosa, doença policística dos rins etc.), o Teste do EXOMA pode ainda ser custo-efetivo.

e) Quando a amostra biológica disponível para análise contém muito pouco DNA, o Teste do EXOMA, com técnica de Sequenciamento de Nova Geração, é ideal porque necessita de menos DNA que o Sequenciamento Convencional, gene-a-gene, pelo método de Sanger. Exemplos de situações com pouco DNA disponível para análise incluem exames em bebês prematuros, estudos no período pré-natal (em amostra de líquido amniótico) ou ainda estudos post-mortem (em amostras de perda fetal, restos ovulares/placentários, fragmento de cordão umbilical fresco ou antigo, tecidos secos etc).

Vantagens: O Teste do EXOMA evita a necessidade de se definir um gene alvo para ser testado isoladamente pois, em teoria, estuda todos os exons de todos os genes humanos, usando a técnica de NGS - Sequenciamento de Nova Geração.

O advento do Teste do EXOMA foi revolucionário em genética médica: a mutação correta é encontrada em 25% dos casos sem diagnóstico. Adicionalmente, a técnica já permitiu encontrar os genes associados a várias doenças genéticas nas quais não era previamente conhecido o defeito básico.

A taxa de sucesso diagnóstico de 25% do Sequenciamento Completo do EXOMA é a maior no campo dos testes genéticos, comparada com o cariótipo (5 a 15%), análise array CGH (15 a 20%) e por comparação também ao Sequenciamento de Sanger, cujo sucesso diagnóstico é de 25% mas depende de se “escolher” o gene certo para estudar.

A capacidade diagnóstica do Teste do EXOMA é ainda maior, chegando a 35%, em grupos de pacientes não-sindrômicos, com atraso intelectual, atraso de desenvolvimento ou problemas neurológicos de movimento.

Entretanto, na prática, há algumas situações em que o Teste do EXOMA não é capaz de identificar a mutação e o gene responsável.

Para obter mais informações, sugerimos acessar o link para reportagem do portal Ciência Hoje sobre como os avanços tecnológicos podem tornar novas técnicas de diagnóstico aliadas poderosas e acessíveis na prevenção e no tratamento de doenças genéticas. 

Limitações: Na prática, limitações técnicas atuais do Teste do EXOMA podem não permitir sequenciar, com alta cobertura, 100% dos exons. Assim, pode não ser possível identificar a mutação e o gene responsável:

1)     Quando se tratar de uma mutação por deleção ou duplicação de todo o gene. Isso inclui síndromes de microdeleção e de microduplicação cromossômica e também trissomias (todas estas detectáveis por testes cromossômicos de alta definição em arrays). Translocações balanceadas também não são detectadas pelo Teste do EXOMA mas, na grande maioria das vezes, não estão associadas a doenças.

2)     Quando se tratar de uma mutação por deleção de parte de um gene, com tamanho superior a 8-10 pares de base. Deleções pequenas podem ser detectadas, ou não, dependendo das circunstâncias, e estão associadas com uma taxa maior de falso-positivos.

3)     Quando se tratar de uma mutação por expansão de um microssatélite.

4)     Quando se tratar de uma mutação que não esteja localizada em um exon (por exemplo, uma mutação intrônica).

5)     Quando se tratar de uma mutação em um gene cujos exons não sejam capturados pelo filtro ou que sejam capturados em baixa eficiência.

6)     Quando se tratar de uma doença associada a mutações em dois genes diferentes (herança digênica).

7)     Quando se tratar de uma alteração epigenética.

 O Teste do EXOMA envolve:

·       coleta da amostra (sangue ou amostra fetal).

·       extração, purificação e dosagem do DNA a ser analisado.

·       sequenciamento de todos os 200 mil exons do genoma humano com método NGS-Sequenciamento de Nova Geração, com profundidade de cobertura de 130X. Cobertura é o número de vezes que cada base é lida no exame. Em média, no Teste do EXOMA disponibilizado pelo Laboratório GENE são feitas 8 bilhões de leituras de bases do DNA do genoma do (a) paciente, alinhadas a um genoma de referência.

·       análise bioinformática dos dados obtidos pelo sequenciamento.

·       validação de alterações diagnosticadas, quando indicado ou possível, com teste de contraprova utilizando o sequenciamento convencional pelo método de Sanger, com foco específico no gene alterado.

·       preparação detalhada do laudo médico, com análise do significado do resultado positivo ou negativo, se for o caso. O exame detecta entre 35 a 50 mil variantes genéticas no DNA do(a) paciente, quase 30 mil delas em regiões codificantes dos genes estruturais (mutações dos tipos ditos missense, nonsense e nonstop, frameshift, mistart, inframe, indel, sinônimas).


Não resta dúvida que a avaliação correta dos dados exige técnicas avançadas de interpretação, protocolos de bioinformática sofisticados, programas de predição atualizados sobre os possíveis efeitos das mutações, expertise clínica para determinar o significado dos dados obtidos, pesquisa aprofundada da literatura científica, contato com outros especialistas em genômica clínica para discussão de casos etc.


O Laboratório GENE disponibiliza duas opções de Sequenciamento Completo do EXOMA:

A) Sequenciamento Completo do Exoma para diagnóstico de mutações gênicas que possam explicar a doença do(a) paciente.

B) Sequenciamento Completo do Exoma por NGS + teste cromossômico quantitativo comparativo por ngQUANT, uma combinação de análises que permite tanto o diagnóstico das “alterações gênicas” como também diagnóstico adicional de “alterações cromossômicas” (diagnóstico de excesso de genes, como nas trissomias e microduplicações ou falta de genes, como nas monossomias e microdeleções).

Observação: o novo teste cromossômico quantitativo comparativo denominado ngQUANT difere do antigo (ngCGH) no modo de analisar microdeleções, microduplicações, UPDs. Ele é comparativo, sendo mais moderno e preciso, o que representa um avanço diagnóstico significativo, pois permite a comparação do genoma do(a) paciente com os dados genéticos obtidos de um pool (um grupo de genomas de 10 pessoas ou mais) e não apenas a análise comparativa com o genoma de uma única pessoa, como era realizado no antigo ngCGH. 


Material: amostra de 4ml de sangue em EDTA + amostra dos pais (sangue em EDTA ou células bucais) - não é necessário jejum antes da coleta

                  amostra fetal (vilo corial ou líquido amniótico) ou restos ovulares/placentários (em soro ou álcool) + amostra dos pais (sangue em EDTA ou células bucais)


Resultado: aproximadamente 90 dias (pós-natal ou pós-perda fetal)

                      aproximadamente 60 dias (pré-natal)

 

Confira abaixo os links e arquivos em PDF dos principais materiais publicados pelo Dr.Sérgio Pena a respeito do Exoma:

1) Artigo do Dr Sérgio Pena sobre sequenciamento do EXOMA:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25241110

2) Artigo do Dr Sérgio Pena na revista Clinical EXOME:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25477152

3) Dr. Sérgio Pena publica programa desenvolvido para analisar EXOMA:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4423571/

4) Doença rara esclarecida por Dr Sérgio Pena em teste do EXOMA:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25158255

5) Artigo científico do Dr Sérgio Pena sobre epilepsia/encefalopatia esclarecida pelo teste do EXOMA

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26648591

6) Relato de teste do EXOMA pré-natal com diagnóstico de displasia torácica asfixiante em feto malformado - Caso descrito por Dr. Sérgio Pena et al em livro editado por Dr. José Magalhães: "Medicina fetal : estudo de casos", Elsevier, 2016.

http://www.laboratoriogene.com.br/download/Exoma_Pre_Natal_Displasia-toracica_asfixiante_Medicina_Fetal_Estudo_de_Casos.pdf


Nota: As alterações diagnosticadas no Teste do EXOMA são validadas (contraprova) com a realização do sequenciamento convencional pelo método de Sanger.

Referência: http://www.pubfacts.com/detail/25241110/Exome-sequencing-identifies-a-novel-homozygous-variant-in-NDRG4-in-a-family-with-infantile-myofibrom "


Acesse o artigo científico do Dr. Sérgio Pena sobre  sobre epilepsia/encefalopatia esclarecida pelo teste do EXOMA (Unexplained early onset epileptic encephalopathy)