Cada pessoa tem milhares de mutações genéticas que, sob certas condições, podem causar doenças graves, incluindo câncer. Alguns dos genes ruins são herdados de seus pais, enquanto outros surgiram espontaneamente na fase de formação do embrião. E se a quebra de um gene é quase impossível de corrigir, então agora é real prevenir a transmissão de mutações para crianças. RIA Novosti conta como a genética médica ajuda a criar uma geração de pessoas saudáveis.
“Na minha prática, havia uma grande família de Samara que sofria de neuropatia sensorial motora hereditária (HMSN). Esta doença é desagradável, mas não fatal. Os primeiros sintomas aparecem na infância, aos 60 anos o paciente já está em uma cadeira de rodas. Levamos cerca de quinze anos para identificar o gene que causa a doença. A causa molecular da doença foi identificada em 2015. Seis diagnósticos pré-natais precoces já foram realizados para diferentes ramos dessa família. Infelizmente, nem todo mundo tem um prognóstico favorável. Nesse caso, a gravidez é interrompida. Mas, como resultado, todas essas pessoas deram à luz bebês saudáveis. Imagine, cinco gerações da família sofreram de HMSN e seus descendentes não terão mais essa mutação”, diz Olga Shchagina, geneticista de laboratório.
Ela chefia o laboratório de diagnóstico genético molecular do Medical Genetic Research Center (MGSC). É aqui, no santo dos santos da genética médica russa, que os genomas dos russos são decodificados a fim de encontrar uma bomba-relógio em seu DNA. O laboratório ocupa dois andares do Centro Científico do Estado de Moscou e consiste em várias salas isoladas. Amostras biológicas retiradas de um paciente (na maioria das vezes sangue) passarão por cada um deles antes que o médico saiba o que está escondido nos genes.
Nuvem de DNA
Primeiro, os trabalhadores de laboratório isolam o DNA do núcleo das células, adicionando ao sangue substâncias que destroem a membrana celular. O DNA resultante é purificado de produtos de degradação usando álcool isopropílico e etílico.
"Espere, agora você vai ver tudo", sorri Shchagina, balançando suavemente um pequeno tubo de ensaio com uma solução de álcool incolor.
A partir de movimentos rítmicos suaves no meio do tubo de ensaio, uma pequena nuvem branca se forma.
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“Isso é DNA. É incolor, mas é assim que podemos ver por um momento”, explica.
Minhas tentativas de fotografar a espiral não tiveram sucesso, a nuvem desaparece tão rapidamente quanto se formou. Um tubo de ensaio com um líquido claro e o ácido nele contido é enviado para uma centrífuga, que separará a molécula biológica dos álcoois.
Mudanças químicas espontâneas na estrutura do DNA levam a mutações / Depositphotos / rob3000.
Multiplique e leia
Poucos minutos depois, trabalhadores de laboratório retiram tubos com DNA purificado da centrífuga e os levam para outra sala, onde a molécula será multiplicada, marcada e levada a um estado onde pode ser lida em um sequenciador - uma máquina de cifragem do genoma.
“Se quisermos ler um pequeno fragmento de um gene, fazemos o sequenciamento de Sanger. Aliás, foi assim em 2003 que a sequência do DNA humano foi decifrada pela primeira vez. Nós quebramos um gene em pequenos fragmentos, os propagamos usando a reação em cadeia da polimerase e obtemos um grande número de cópias para pesquisa. Este método funciona quando entendemos onde olhar. Por exemplo, sabe-se que a fenilcetonúria é causada em 95 por cento dos casos por uma mutação no gene PAH. Se você precisar ler vários genes de uma vez ou até mesmo um genoma completo, o sequenciamento de nova geração é usado”, diz Shchagina.
Vários pequenos dispositivos cinza com visores integrados em uma sala espaçosa no primeiro andar dos MGNTs são os sequenciadores de última geração. Eles são administrados pela frágil Olga Mironovich, pesquisadora do laboratório de diagnóstico de DNA do Centro Científico do Estado de Moscou.
“Misturamos reagentes com amostras de DNA preparadas, inserimos no sequenciador e colocamos um chip especial lá. Os reagentes e o DNA são transferidos para o chip e tudo isso é fotografado muitas e muitas vezes. O software transforma as imagens capturadas em dados que podem ser lidos e interpretados. Mironovich fecha cuidadosamente a tampa do aparelho e inicia o sequenciador.
“Este DNA em particular será decifrado em vinte e uma horas. Aí a bioinformática interpretará os resultados”, acrescenta.
Aprendi a ler, mas nem sempre entendi
“A análise do exoma, ou seja, dos genes responsáveis pela codificação das proteínas, leva pelo menos três semanas. Isso se tudo correu bem em todas as fases e fica mais ou menos claro na história clínica o que procurar. Na Rússia, e em todo o mundo, não existem muitos especialistas capazes de entender os genes decodificados”, explica a geneticista Oksana Ryzhkova, chefe do Centro de Uso Compartilhado do Centro Científico do Estado de Moscou.
É para ela e seus funcionários que os dados do sequenciador chegam depois que ele termina de funcionar.
“Olha, tenho no meu computador os resultados da decodificação do exoma clínico do paciente - 6.300 genes, cujas variantes patogênicas levam ao desenvolvimento de doenças hereditárias. Essas são as mudanças identificadas em comparação com o genoma de referência (o padrão do genoma compilado por cientistas como um exemplo representativo comum do código genético). Um total de 13.129 substituições. É muito difícil descobrir qual dessas opções é a causa da doença. Portanto, nos conectamos a bancos de dados internacionais, onde tanto variantes patogênicas de genes e doenças associadas a eles, quanto variantes descritas como benignas, não levando a manifestações clínicas, são apresentadas e comparamos nossas variantes com elas. Após a fase de "filtração" por patogenicidade, frequência de ocorrência e muitas outras, permanecem 15-30 alterações. Além disso, iremos analisá-los com o máximo de detalhes possível,usando bancos de dados e programas adicionais para determinar a patogenicidade, leia artigos, compare os sintomas do paciente com aqueles descritos na literatura. Só depois disso podemos concluir qual variante causou a doença”, esclarece Ryzhkova.
Como as doenças hereditárias são descobertas
Se não houver dados suficientes sobre o alegado gene culpado, os geneticistas pedem ajuda aos cientistas genéticos. Uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Genômica Funcional do Centro Científico do Estado de Moscou, simulando diversas variantes de mutações em organismos vivos, prova ou refuta hipóteses a respeito dos genes responsáveis por certas doenças.
Durante essa pesquisa, os cientistas descobrem novas relações genéticas.
“Todos os anos descrevemos cerca de uma dúzia de novos genes responsáveis por doenças hereditárias. Mais recentemente, foi descoberto que uma mutação no gene KIAA1019 causa distúrbios do desenvolvimento fetal que são incompatíveis com a vida. Um casal cujas três gestações foram interrompidas nos estágios iniciais veio para o MGNC. Sequenciamos o DNA fetal e encontramos novas mutações no gene KIAA1019 completamente inexplorado. Por meio de experimentos em linhagens celulares, eles provaram que as mutações encontradas nos pais levam a uma quebra completa do gene KIAA1019, que causa múltiplas malformações no feto. E quando uma mutação é conhecida, ela pode ser manipulada. Na gravidez seguinte, os médicos realizaram o diagnóstico pré-natal precoce, o feto revelou ser portador de uma mutação em apenas um gene. Isso significa que uma criança completamente saudável nascerá nesta família. Se a mutação veio de ambos os paisa gravidez teria sido interrompida”, diz Mikhail Skoblov, chefe do laboratório de genômica funcional.
Skoblov está confiante de que o futuro da genética médica está precisamente na prevenção de doenças genéticas hereditárias. Os próprios pacientes aderem a opiniões semelhantes. De acordo com Irina Myasnikova, presidente da Sociedade Russa de Doenças Órfãs, as famílias com problemas genéticos devem ser capazes de realizar diagnósticos pré-gestacionais e pré-natais gratuitos.
“O custo de tais diagnósticos e o custo da terapia para pacientes com doenças hereditárias são incomparáveis. Isso é benéfico para todos: tanto o estado, porque não há necessidade de gastar recursos em terapia, quanto as famílias, porque vão ter filhos saudáveis ”, finaliza Myasnikova.
Alfiya Enikeeva
