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Charles Marques Lourenço
Médico Geneticista
Especialista em Genética Médica pela SBGM
Serviço de Neurogenética do HC-FMRP-USP
Avanços na Genética Clínica:
As “ferramentas” na investigação
Ou o Admirável – e Assustador - Mundo Novo da Genetica
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Síndrome de Down
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Arq. Neuro-Psiquiatr. vol.60 no.3A São Paulo Sept. 2002
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Cohen and Cole, J Pediatr 1989;115:161–4
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Síndrome de Williams
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Síndrome de Williams
• Incidência 1:20,000
• Estenose aórtica supravalvar(SVAS)
• Filtro longo;
• fácies de “elfo”
• Íris Estrelada
• Voz rouca
• Hiperextensibilidade
• Bom contato socila
• Pesonalidade loquaz
• Deficiência mental leve a moderada
• Hipercalcemia na infância
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SÍNDROME DE SMITH-MAGENIS É causada por deleções intersticiais no cromossoma 17p11.2. Incidência estimada em 1/25.000. As características mais comuns incluem um cranio-facies peculiar, braquidactilia, baixa estatura, voz grave e rouca, cardiopatia congênita, anomalias renais O atraso mental e de linguagem são características constantes, associada a hiperactividade, déficit de atenção e comportamentos auto-agressivos. As principais anomalias do sono e problemas comportamentais podem estar parcialmente relacionados com uma secreção diurna (invertida) de melatonina.
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MLPA
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Array-CGH
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Síndrome do X-frágil Síndrome FG
(mutaçao no MED12)
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Sequenciamento Tradicional (Sanger)
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SEQUIENCIAMENTO DE UM CASO-ÍNDICE
Controle normal Caso-índice
Transição G>A
Troca do aminoácido Arginina (CGA) pelo aminoácido Glutamina (CAA) na posição 342 da proteína
Nome da mutação: p.Arg342Gln
♂
Eletroferograma
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SEQUENCIAMENTO DE UM CASO-ÍNDICE (deleção)
Deleção de 1 base (G)
Caso-índice afetado (hemizigoto) Mãe do caso-índice (heterozigota)
♂ ♀
Controle normal
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“Next-Generation Sequencing”
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Custos do NGS
Transformative step
Innovations in chemistry, optics, fluidics computational hardware, and bioinformatics
solutions
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A chegada dos “paineis genéticos”
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Evolução da “cobertura”
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“Whole Exome Sequencing” (WES)
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Fluxo do Exome Sequencing
Modified from: Bamshad et al., Nat Rev Genet 2011
aequous-phase capture
Fragmentation by random shearing
(~1mg high-quality DNA) flanked by adaptors
coding (exons)
non-coding e.g. biotin
Amplification (cluster generation) and massive-parallel sequencing
barcoding (up to 6 samples)
e.g. Illumina TrueSeq
e.g. Illumina HiSeq2000
„exome enrichment“
CATGTTGACTAGGACTCATGTTGACTAGGACTCATGTTGACTAGGA
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“Paineis” por NGS versus WES
HUMAN MUTATION, Vol. 34, No. 12, 1721–1726, 2013
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Whole exome sequencing (WES)
CNV, copy number variant; SNP, single nucleotide polymorphism
Bioinformatic stratification by:
Resultados para WES :
>50,000 variantes / individuo (~95% conhecidas)
~8000 desconhecidas por indivíduo
• Exclusão de variantes conhecidas ( por dbSNP)
• Impacto esperado / patogenicidade (tipo de mutaçao, etc...)
• Quantitative estimates of biological effect (por ex., GERP, SIFT, PP-2,...)
• Informaçao Biomedica (genes conhecidos, etc...)
• Modo de herança (heredograma, etc) )
Limitações do WES:
• Captura <2% do genoma humano
• 5–10% das variantes codificadoras de proteínas podem ser perdidas (fatores
biológicos, técnicos)
• Protocolos experimentais podem introduzir erros
• Limitaçao na detectação de pequenos in-dels e CNVs
• Filtragem utilizada pode excluir alelos relevantes
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Combinando tecnologias...
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Whole Genome Sequencing: O Futuro?