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A tecnologia desenvolvida pela KAUST usa estratégias simples de biologia molecular para procurar as regiões genômicas que são suspeitas de abrigar mutações, deleções ou rearranjos complexos. Crédito: @ 2024 KAUST
O NanoRanger da KAUST fornece diagnóstico rápido e preciso de distúrbios genéticos mendelianos, identificando pontos de interrupção genéticos críticos de forma eficiente.
Apesar dos rápidos avanços nos testes genéticos nas últimas décadas, mais da metade das pessoas no mundo com suspeita de distúrbios genéticos mendelianos não têm um diagnóstico molecular preciso. Outros suportam mais de seis anos de testes antes que um diagnóstico seja dado. Agora, pesquisadores e cientistas da KAUST em todo o mundo Arábia Saudita desenvolveram o NanoRanger, um método preciso e rápido para diagnosticar geneticamente essas doenças em poucas horas.
“O diagnóstico genômico preciso e eficiente é urgentemente necessário para melhorar os resultados dos pacientes e facilitar a triagem de portadores”, diz Yingzi Zhang, uma candidata a Ph.D. na KAUST, supervisionada por Mo Li. “Este estudo se alinha com a Visão 2030 da Arábia Saudita — avançando a assistência médica por meio da inovação para melhorar a qualidade de vida de todos os cidadãos.”
Compreendendo os transtornos mendelianos e as dificuldades de diagnóstico
Distúrbios mendelianos — incluindo condições do sistema nervoso e do desenvolvimento intelectual — são causados por uma alteração em um gene específico ou um rearranjo anormal em um segmento do genoma. Cada doença tem um “ponto de interrupção” específico — a localização genômica de uma variante estrutural onde ADN é excluído, reorganizado ou invertido.
Embora essas variantes possam ser identificadas usando técnicas de triagem tradicionais, a complexidade dos rearranjos significa que elas são frequentemente perdidas. As doenças mendelianas são hereditárias, particularmente se ambos os pais forem portadores do mesmo segmento defeituoso. Essas doenças são mais prevalentes em regiões onde é comum o casamento entre indivíduos relacionados (consanguinidade).
A técnica NanoRanger: aprimorando os testes genéticos
“O NanoRanger usa estratégias simples de biologia molecular para 'pescar' regiões genômicas suspeitas de abrigar mutações, deleções ou rearranjos complexos”, diz Li.
A técnica é econômica e requer apenas uma pequena quantidade de DNA de um paciente ou portador suspeito. O NanoRanger pega uma amostra de DNA genômico e usa tesouras moleculares chamadas enzimas de restrição para fragmentar o DNA em pedaços com as mesmas sequências finais. Esses pedaços são então autounidos em círculos e amplificados, o que torna mais fácil atingir e sequenciar as regiões genômicas de interesse usando a tecnologia de sequenciamento de leitura longa da Oxford Nanopore Tecnologies.
Avanços e direções futuras no diagnóstico genético
“Usando nossa ferramenta de análise de dados desenvolvida sob medida, o NanoRanger mapeia com precisão os pontos de interrupção em resolução de par de bases simples, fornecendo uma imagem detalhada que ajuda a diagnosticar o distúrbio genético”, diz Zhang. “O diagnóstico pode ser feito em até 12 minutos após o sequenciamento inicial, o que é uma virada de jogo.”
Em testes feitos em colaboração com um grupo de clínicos sauditas liderados por Fowzan Alkuraya no King Faisal Specialist Hospital & Research Center, o NanoRanger identificou com sucesso pontos de interrupção precisos em 13 casos familiares de distúrbios genômicos que não foram detectados por testes genéticos convencionais. Usando esses pontos de interrupção, os pesquisadores então rastrearam o status de portador de membros da família relacionados e 1.000 indivíduos sauditas saudáveis.
O método de teste levou um casal saudita no estudo a optar pela fertilização in vitro depois que ambos foram portadores da deleção genômica de uma doença mendeliana hereditária.
“Entramos com um pedido de patente e planejamos integrar o NanoRanger em rotinas de diagnóstico padrão para fornecer um kit de ferramentas abrangente para ambientes clínicos, tanto aqui na Arábia Saudita quanto em todo o mundo”, conclui Li.
Referência: “NanoRanger permite resolução rápida de distúrbios genômicos com um único par de bases” 23 de julho de 2024, Médio.
DOI: 10.1016/j.medj.2024.07.003