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EXOMA, Sequenciamento Completo

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)

O Laboratório GENE disponibiliza duas modalidades do teste do EXOMA pela técnica NGS (Next Generation Sequencing ou Sequenciamento de Nova Geração): EXOMA SOLO (estudo do DNA do paciente apenas) ou EXOMA TRIO (estudo do DNA do paciente + mãe + pai).

No Laboratório GENE o teste do EXOMA inclui o envio gratuito de um pendrive com os “dados brutos”, com as sequências do DNA obtidas que seguem em arquivos BAM e VCF acompanhando o laudo com a conclusão do especialista. O paciente e/ou família são os donos desses dados, que não mudam: são para o resto da vida. E que devem ficar arquivados para usos futuros, conforme necessário. 

Atenção: não se trata aqui do sequenciamento “simplificado”, conhecido como teste Exoma Clínico, que tem custo inferior e resultado inferior porque só sequencia um número limitado de genes. O Laboratório GENE realiza o autêntico Sequenciamento Completo do Exoma e analisa todos os genes humanos que codificam proteínas e podem influenciar a saúde. 

OPÇÃO 1) EXOMA SOLO (paciente apenas)

O que está incluído no EXOMA SOLO?

• teste de mutações específicas no DNA dos pais quando for essencial estabelecer a relevância diagnóstica de alguma variante críptica detectada no DNA do(a) paciente. Eventuais análises dos pais têm em vista auxiliar o diagnóstico do paciente.

• sequenciamento automatizado de TODOS os genes humanos em equipamento de alta precisão, a parte básica desse tipo de teste;

• análise especializada de TODAS as variantes SVs (mutações gênicas de ponto / substituições) e de indels (pequenas inserções e deleções) relevantes para o quadro clínico em estudo;

• análise de CNVs por NGS para diagnosticar todas as alterações cromossômicas clinicamente significativas;

• teste do X-Frágil gratuito, por técnicas PCR e Metilação, se nada for detectado em paciente com deficiência intelectual ou transtorno de espectro autista pela técnica NGS, que não detecta expansões. Expansão de trinucleotídeos CGG, no gene FMR1 do cromossomo X, a causa mais frequente dessa doença, exige testes diferentes que o Laboratório GENE realiza, quando necessário.);

• análise computacional dos 37 genes do DNA Mitocondrial (mtDNA), além da análise de todas as doenças mitocondriais codificadas no DNA nuclear;

• envio de pendrive com os arquivos BAM e VCF dos “dados brutos” do sequenciamento do DNA realizado;

• emissão de um laudo claro, com as referências bibliográficas e os resumos dos artigos científicos citados;

• uma reanálise gratuita dos “dados brutos” do sequenciamento do exoma, após 12 meses ou mais, se nenhuma alteração tiver sido detectada: a genética avança sempre e os novos conhecimentos serão incorporados pelo Dr. Sérgio Pena na atualização do laudo, se necessário/solicitado.

OPÇÃO 2) EXOMA TRIO (paciente + mãe + pai)

O laudo do EXOMA TRIO focaliza aspectos da saúde do(a) paciente após a análise dos “dados brutos” do sequenciamento do DNA das três pessoas e do teste do X-Frágil no(a) paciente, se os sintomas envolverem deficiência intelectual ou transtorno de espectro autista. 

Na opção EXOMA TRIO há o envio de três pendrives. A mãe e o pai do paciente também terão os dados do sequenciamento NGS do Exoma disponíveis para estudo futuro da própria saúde, se desejado/necessário. 

A vantagem do EXOMA TRIO é a rápida identificação de mutações novas (de novo), causadas por acidentes genéticos. O grande aumento do alcance diagnóstico do teste na modalidade EXOMA TRIO é bem estabelecido e inegável.  

O Laboratório GENE informa o prazo de resultado acima de modo a permitir ao Dr. Sérgio Pena, nosso Diretor Médico, um tempo hábil para ele realizar exames adicionais gratuitos ou exames de contraprova porventura necessários. Pesquisas extras de variantes gênicas não-descritas na literatura médica ou não-listadas nos “bancos de dados” atuais podem ser úteis para complementar algum aspecto da análise, sem custo adicional para a família.

Há iniciativas do Dr. Sérgio Pena que podem dilatar o prazo do resultado:  pesquisas bibliográficas e/ou contatos com outros especialistas internacionais, se o sequenciamento evidenciar variantes genéticas novas, com potencial patogênico. Como membro do Editorial Board do periódico internacional Clinical Genetics (https://www.laboratoriogene.com.br/download/Clinical%20Genetics.pdf) e de outras revistas científicas, o Dr. Sérgio Pena ao longo de sua carreira desenvolveu relacionamentos para troca de opiniões. Quando ele adia a liberação do laudo, em vez de simplesmente reportar, com rapidez, que nada foi detectado nas análises bioinformáticas habituais, ele está investindo tempo em benefício dos pacientes – um diferencial perceptível em seus laudos esclarecedores.

Dr. Sérgio Pena analisa pessoalmente os “dados brutos” do exoma com diferentes softwares, entre eles o Mendel, MD, desenvolvido in-house por equipe de bioinformatas liderada por ele no “Laboratório de Genômica Clínica” da Faculdade de Medicina da UFMG, em parceria com o Laboratório GENE e com o Children’s University Hospital, de Dublin, na Irlanda (https://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia/ciencia-e-saude/2017/07/04/interna_ciencia_saude,606942/software-desenvolvido-contribui-no-diagnostico-de-doencas-geneticas.shtml)

Dr. Sérgio Pena é autor de mais de 300 artigos científicos, muitos sobre o teste do EXOMA especificamente. Acesse o seu CV-Curriculum Vitae http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783826D3

E a reanálise de laudo de outro laboratório? O Dr. Sérgio Pena é requisitado para dar o seu parecer sobre laudos de outros laboratórios e pode fazê-lo após a família/paciente obter a liberação dos “dados brutos” do exame em arquivos VCF ou BAM. Valor da re-análise de laudos de terceiros sob consulta.

Amostra:

4ml de sangue em EDTA ou células bucais

Entrega:

cerca de 40 dias úteis

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Exoma, Sequenciamento de

Sequenciamento Completo de Exoma

O Laboratório GENE tem sede em Belo Horizonte, mas atua em todo o Brasil, por meio de parcerias com outros centros diagnósticos de alto nível. Atende 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 a coleta da amostra de sangue necessária junto a um laboratório local ou a um profissional da área de saúde. O Teste do EXOMA também pode ser realizado a partir de uma amostra de células bucais. Para este tipo de amostra, o Laboratório GENE pode enviar, sem ônus, o kit de coleta ao endereço do(a) paciente.

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 gene@gene.com.br.

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, simultaneamente, TODOS os cerca de 200.000 exons dos mais de 20.000 genes humanos, dentre os quais + 3.000 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 SNP 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 já fez separadamente o teste array CGH/array SNP, que não apresentou alteração cromossômica.   

b) Quando o teste QF-PCR / SNParray em amostra fetal não mostrou alteração cromossômica que explicasse a perda da gravidez, motivando continuar a busca, agora por mutações gênicas.

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

d) 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.

e) 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.

f) 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) Alguns tipos de anormalidades genéticas podem não ser detectados pelo sequenciamento exômico. Dentre as situações em que o sequenciamento exômico pode não ser capaz de identificar a mutação e o gene responsável, podemos destacar:

  1. a) Mutações por deleção ou duplicação de todo o gene ou parte dele. Essas variantes necessitam ser estudadas pela técnica de MLPA.
  2. b) Mutações no DNA mitocondrial não detectáveis pelo software Mitoseek, especialmente as causadas por deleções.
  3. c) Mutações por expansão de microssatélites (mutações dinâmicas).
  4. d) Doenças associadas a mutações em dois genes diferentes (herança digênica).
  5. e) Mutações que não estejam localizadas em um exon (por exemplo, uma mutação patogênica em região promotora ou em uma região intrônica). Essas variantes necessitam ser estudadas pelo Sequenciamento Genômico Total.
  6. f) Mutações em um gene cujos exons sejam capturados em baixa eficiência pelas bibliotecas exômicas disponíveis na atualidade. Essas variantes necessitam ser estudadas pelo Sequenciamento Genômico Total.
  7. g) Mutações em um gene que tenha similaridade muito grande a outros genes (parálogos) no genoma humano.
  8. h) Mutações somáticas, que podem ocorrer em um órgão.
  9. i) Mutações causadas pela inserção de um elemento de transposição.

2) O fenótipo do paciente pode não ter uma etiologia genética.

3) A variante patogênica que seria causadora dos problemas clínicos pode estar localizada em outro gene que, com base no atual desenvolvimento da literatura médica, ainda não foi associado ao fenótipo.

 O Teste do EXOMA envolve:

·       coleta da amostra (sangue, células bucais 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.

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:

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

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

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

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

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

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

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

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

https://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.

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

7) Dr. Sérgio Pena, pelo teste do EXOMA, descreveu uma Coesinopatia inédita associada ao gene STAG2.
https://www.nature.com/articles/s41525-017-0009-4 

8) Dr. Sérgio Pena e sua equipe da UFMG e do Laboratório GENE desenvolveram o software Mendel,MD para diagnóstico de doenças genéticas e o disponibilizaram FREE (gratuito) para médicos e pesquisadores.
https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1005520

Dr. Sérgio Pena é escolhido editor de duas publicações internacionais de referência em Genética

Desde 2015, o médico geneticista Dr. Sérgio Pena, que é autor de quase 300 publicações em genética, detém posições de prestígio como Editor Convidado de duas publicações científicas internacionais dedicadas aos avanços da medicina genômica/teste do EXOMA:

1) Dr. Sérgio Pena é Editor da Seção “Clinical Exome” da revista Clinical Genetics  Acesse o linkpara ler o anúncio da Clinical Genetics sobre a escolha do Dr. Sérgio Pena para Editor

e

2) Dr. Sérgio Pena também é Editor da Seção “Genome” do periódico científico Orphanet Journal of Rare Diseases

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CONHEÇA O FUNDADOR DO LABORATÓRIO GENE

Dr. Sérgio Pena é Médico-geneticista, Ph.D em Genética Humana pela Universidade de Manitoba (Canadá) e Fellow do Royal College of Physicians and Surgeons do Canadá. Diretor Médico e Científico do GENE – Núcleo de Medicina Genética, Professor Titular do Departamento de Bioquímica e Imunologia e Professor da Pós-Graduação em Medicina Molecular da Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Minas Gerais.