Brasileiro cria software que facilita diagnóstico de doenças genéticas

Postado em

Giuliana Miranda

O sequenciamento genético pode ser uma importante ferramenta de diagnóstico clínico, mas a análise e interpretação do DNA de um paciente ainda é um processo complexo e, em muitos casos, bastante demorado.

Para tentar agilizar e tornar mais simples este processo, um cientista brasileiro desenvolveu um software para auxiliar médicos e geneticistas a identificar doenças monogênicas, popularmente conhecidas como mendelianas: um grupo diversificado que vai desde problemas raros, como a distrofia muscular de Duchenne, até outros de maior prevalência, como a anemia falciforme.

Embora já existam outros sistemas semelhantes no mercado, o software brasileiro se destaca por três pontos: ele tem código aberto, seu uso é gratuito e a interface é amigável mesmo para quem não tem experiência com programação.

A criação e a validação da plataforma, batizada de Mendel MD, foi publicada na edição mais recente do periódico PLoS Computational Biology[1].

“Há outras ferramentas, mas elas são pagas. A grande vantagem do Mendel MD é que qualquer um pode usar. Como ele tem o código de programação aberto, a ideia é que qualquer pessoa possa baixar, usar e, se quiser, alterá-lo do jeito que quiser”, explica Raony Cardenas, que criou o sistema em seu doutorado em bioinformática pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

O trabalho foi orientado pelo Dr. Sérgio Pena, médico geneticista e professor de Bioquímica da mesma universidade.

“Pacientes com doenças mendelianas são um caso particular. Na maioria das vezes, é muito difícil você fazer o diagnóstico. A ferramenta ajuda a fazer um diagnóstico clínico usando o genoma desses pacientes. Conseguimos chegar a quais mutações e genes estão causando aquela doença”, diz Cardenas.

“Isso é muito importante porque traz conforto para a família desses doentes, mesmo que muitos não tenham tratamento. Às vezes eles passam anos tentando descobrir o que tem de errado com um filho”, completa o pesquisador.

Funcionamento

Os laboratórios, ao analisarem o DNA dos pacientes, entregam como resultado uma grande planilha com milhares de linhas, marcando bases, letras e genes.

O Mendel MD trabalha fazendo a filtragem e a seleção das informações obtidas no sequenciamento do genoma ou do exoma — mapeamento menor, que considera apenas a fração que codifica os genes.

Para usá-lo, o médico deve fazer um cadastro no site e fazer o upload desse arquivo enviado pelo laboratório. A partir daí, o algoritmo fará o serviço de análise, comparação e seleção das informações.

A plataforma combina e acessa um enorme banco de dados de genes, alterações genéticas e outras informações, incluindo o Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM), organizado pela Faculdade de Medicina da Johns Hopkins University, que é atualizado diariamente e compila informações sobre todas as doenças mendelianas conhecidas e sobre mais de 15 mil genes.

Após cerca de 20 ou 30 minutos, o programa Mendel MD fornece o resultado.

Ele foi construído de maneira que o médico possa filtrar —a partir de variáveis selecionáveis, como o tipo de mutação (homozigótica ou heterozigótica) ou frequência nas principais bases de dados— e chegar a uma lista de “candidatos” a causadores da doença que se está tentando diagnosticar.

Além de poderem buscar pelo gene ou pelo símbolo, os médicos têm a opção de fazer a busca por termos médicos e até sintomas.

Outra funcionalidade é que se pode comparar o código genético de vários pacientes.

“Em muitos casos, para identificar a natureza de uma doença, faz-se o exoma de outras pessoas da família, como pais ou irmãos. O sistema permite compará-los”, explica o autor do sistema.

Aplicações

A geneticista Lygia da Veiga Pereira, professora do Departamento de Genética e Biologia Evolutiva da Universidade de São Paulo (USP), diz que hoje um dos grandes gargalos da genética é justamente a interpretação das informações do sequenciamento genético.

“Pelo que assisto e acompanho na literatura, o grande desafio é que o nosso genoma é cheio de alterações. A dificuldade está em separar o joio do trigo e saber quais alterações são comuns e não patogênicas e quais provocam alguma doença”, explica.

“Sequenciar um exoma ou um genoma é uma coisa. A interpretação é um outro serviço que você vai ter de arranjar quem faça. Pode ser pagando o próprio laboratório ou tendo uma equipe de bioinformática”, diz ela.

“Ter isso em uma interface amigável ao usuário, com um resultado simples, seria mesmo muito interessante”, avalia a pesquisadora, que ainda não testou o software de Cardenas.

Validação

A primeira etapa de validação do Mendel MD foi feita usando exomas já existentes, feitos para trabalhos publicados por outros pesquisadores em anos recentes. A ideia era ver ser o programa conseguia identificar os resultados corretamente. Foram 19 exomas em formato VCF provenientes de 11 casos clínicos.

Já o teste de eficácia clínica foi feito com 57 pacientes, ainda sem diagnóstico, mas com suspeita de problemas de ordem genética, atendidos no Núcleo de Genética Médica de Belo Horizonte (GENE). O código genético dos pais dos pacientes também foi analisado, para fins de comparação.

Após o resultado fornecido pelo Mendel MD e de análise médica, foi possível chegar a um diagnóstico em 29 dos 57 cases (51%).

“Por conta de um colega pesquisador, cientistas do Children’s University Hospital, em Dublin (Irlanda) ficaram sabendo do sistema e também passaram a adotá-lo. Com eles, os irlandeses conseguiram identificar um novo gene relacionado à epilepsia em crianças[2]“, relata Cardenas.

Após a experiência, ele foi convidado a trabalhar em um laboratório genético em Dublin, onde vive atualmente. O pesquisador, no entanto, diz que segue atualizando o sistema mesmo depois fim do doutorado na UFMG.

“Estou sempre adicionando novos bancos de dados e novos parâmetros na plataforma. A ideia é que ela seja cada vez mais atualizada e útil para médicos e pacientes”, completa.

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