Análises computacionais utilizando exoma e rna-seq: abordagens em doenças genéticas e infecciosas
sequenciamento completa do exoma; runs of homozygosity; doenças renais hereditárias; colágeno tipo IV
Diversas ferramentas computacionais têm sido utilizadas em análises de dados genômicos provenientes de doenças complexas e infecciosaspermitindomelhor acurácia analítica. Neste sentido os presentes estudos foram focados em avaliar exoma de famílias com síndrome de Alport no estado do Rio Grande do Norte (RN) buscando identificar a mutação causal (Estudo 1-Capítulo 1)e determinar o perfil de expressão gênica em pessoas infectadas com arbovirus quando da introdução dos vírus Zika (ZIKV) no RN, Brasil (Estudo 2 - Capítulo 2). Síndrome de Alport é uma doença renal progressiva hereditária;apresenta manifestações extra-renais, tais como, perda auditiva e anormalidades oftalmológicas. Sua herança inclui padrão autossômica dominanteo ou recessivo (variantes em COL4A3 e COL4A4, cromossomo 2) e ligada ao cromossomo X (COL4A5). Esses genes codificam as cadeias alfa de colágeno tipo IV. Neste sentido, duas famílias com casos desta síndrome RN foram avaliadas e sequenciamento de exoma completo (whole exome sequencing, WES) foi realizado. As sequências de DNA foram mapeadas contra o genoma humano (construção GRCh38/hg38). Novas variantes deletérias nos loci COL4A3 e COL4A4 no cromossomo 2 foram identificadas. Duas variantes foram detectadas nos probandos com alelos mutantes no estado homozigoto, um códon de parada prematuro na posição 481 da proteína COL4A3 e uma mutação frameshift levando a um códon de parada na posição 786 da proteína COL4A4. Para ambos os casos de Alport, as variantes putativas foram cercadas por amplas sequências de homozigose (ROH). Em resumo, duas novas variantes genéticas deletérias autossômicas recessivas da síndrome de Alport foram identificadas. Ambas as mutações estão dentro de trechos de homozigose, bem como genes associados a outras nefropatias hereditárias. Loci candidatos conhecidos foram identificados nessas famílias permitindo aconselhamento genético familiar. No segundo estudo foram realizadasanálises de expressão gênicas de amostras de sangue oriundas em pessoas com infecção por ZIKV e pessoas com diagnóstico de Síndrome de Guillain no ano da introdução do ZIKV no Brasil, em 2015. Dados de sequenciamento de alta performance (High Throughput Sequencing), considerando indivíduos recuperados de infecção por ZIKV, aqueles que desenvolveram síndrome de Guillain-Barrée assintomáticos foram analisados. Os resultados indicam que vias de desenvolvimento (morfogênese do olho, movimento ciliar), vias ligadas à inflamação e sistema imune inato e vias de transmissão sináptica sobrerreguladas (upregulated) em recuperados de GBS e recuperados de ZIKV, 400 dias após infecção. Em doentes GBS, vias de ciclo celular e neurogênese estão sobrerreguladas, com mitofagia e maturação neuronal em nível menor (downregulated). A recuperação das funções normais estão associadas à diminuição da expressão de genes destas vias. Em relação à infecção assintomática pelo ZIKV, vias ligadasao reconhecimento de RNA viral, ciclo celular, respostas de defesa do hospedeiroestão sobrerreguldas. Vias ligadas àbiossintese, produção de ribossomos e sinalização celular durante processos inflamatórios estão com nível de expressão mais baixo (downregulated), indicando processos celulares que levam à normalidade e correção de processos modifição durante a infecção por estes vírus.Esses novos métodos computacionais têm auxiliado no incremento de processamento de reads, sequências genômicas e análise de dados, com velocidade, acurácia e robustez, auxiliando a explicar os processos biológicos subjacentes, obtidos através de dados massivos de sequenciamento, permitindo eventualmente desenvolvimento de medidas de intervenção.