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

Síndrome de Down

Arq. Neuro-Psiquiatr. vol.60 no.3A São Paulo Sept. 2002

Cohen and Cole, J Pediatr 1989;115:161–4

Síndrome de Williams

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

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.

MLPA

Array-CGH

Síndrome do X-frágil Síndrome FG

(mutaçao no MED12)

Sequenciamento Tradicional (Sanger)

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

SEQUENCIAMENTO DE UM CASO-ÍNDICE (deleção)

Deleção de 1 base (G)

Caso-índice afetado (hemizigoto) Mãe do caso-índice (heterozigota)

♂ ♀

Controle normal

“Next-Generation Sequencing”

Custos do NGS

Transformative step

Innovations in chemistry, optics, fluidics computational hardware, and bioinformatics

solutions

A chegada dos “paineis genéticos”

Evolução da “cobertura”

“Whole Exome Sequencing” (WES)

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

“Paineis” por NGS versus WES

HUMAN MUTATION, Vol. 34, No. 12, 1721–1726, 2013

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

Combinando tecnologias...

Whole Genome Sequencing: O Futuro?

Muito obrigado!

E-mail charlesgenetica@gmail.com