As variantes genéticas são diferenças encontradas na sequência do DNA entre indivíduos, populações ou em comparação com uma sequência de referência. Elas fazem parte da diversidade biológica e podem não produzir qualquer efeito perceptível, embora algumas sejam capazes de modificar a função de genes ou contribuir para determinadas características e condições.
A identificação de variantes genéticas ganhou novas possibilidades com o avanço do sequenciamento genético, da genotipagem e de tecnologias como o sequenciamento de nova geração (NGS). Essas ferramentas permitem investigar desde alterações em um único nucleotídeo até mudanças estruturais maiores no genoma.
Variantes genéticas são diferenças na sequência do DNA presentes em determinada posição ou região do genoma. Elas podem envolver a substituição de apenas uma base, pequenas inserções ou deleções, mudanças no número de cópias de segmentos ou alterações estruturais mais extensas.
Essas diferenças ajudam a explicar parte da diversidade genética existente entre indivíduos. Algumas são comuns na população e não interferem de maneira relevante no funcionamento do organismo. Outras podem modificar a expressão ou a função de um gene e, dependendo do contexto, ter importância biológica ou clínica.
Por isso, encontrar uma variante durante uma análise genética não significa automaticamente identificar uma causa de doença. Seu significado depende de fatores como localização no genoma, frequência populacional, efeito funcional, evidências científicas disponíveis e relação com o fenótipo investigado.
As variantes genéticas podem ser herdadas ou surgir ao longo da vida em decorrência de alterações na sequência do DNA. Erros durante a replicação, mecanismos de reparo do DNA e exposição a determinados agentes capazes de causar danos genéticos estão entre os processos que podem originar alterações.
Variantes germinativas estão relacionadas às células reprodutivas e podem ser transmitidas de uma geração para outra.
As variantes somáticas surgem depois da concepção em determinadas células do organismo e não estão necessariamente presentes em todas as células.
Segundo o National Cancer Institute (NCI), alterações somáticas ocorrem em células do corpo que não pertencem à linhagem germinativa e, portanto, não são transmitidas aos filhos.
Essa distinção é importante porque a origem da alteração influencia tanto a estratégia de detecção de variantes quanto a interpretação dos resultados.
Os tipos de variantes genéticas podem ser classificados de acordo com o tamanho e a natureza da alteração encontrada na sequência do DNA.
As variantes de nucleotídeo único, ou SNVs, modificam uma única base em determinada posição do DNA.
Quando uma dessas variantes é frequente em uma população, o termo SNP, single nucleotide polymorphism, também é empregado em determinados contextos.
Inserções acrescentam nucleotídeos à sequência, enquanto deleções removem um ou mais deles. Pequenas alterações desse tipo são frequentemente agrupadas sob a denominação InDels.
Dependendo da posição em que ocorrem, podem ou não afetar uma região codificadora ou regulatória.
As CNVs, ou copy number variants, envolvem regiões do DNA presentes em um número diferente de cópias em relação a uma referência.
Podem abranger desde segmentos relativamente pequenos até regiões que incluem genes completos.
Alterações maiores também podem reorganizar partes do genoma, como deleções extensas, duplicações, inversões e translocações.
“Variante genética” é um termo mais amplo e neutro para descrever uma diferença na sequência do DNA, enquanto “mutação” tradicionalmente se refere a uma mudança ocorrida nessa sequência.
Os termos podem aparecer como equivalentes em alguns contextos. Entretanto, no campo da genética clínica, existe uma preferência crescente pela palavra variante, justamente para evitar que toda alteração seja automaticamente interpretada como prejudicial.
De acordo com as recomendações do American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) e da Association for Molecular Pathology (AMP), o termo “variante” é utilizado na classificação de alterações de sequência, que podem ser categorizadas como patogênicas, provavelmente patogênicas, de significado incerto, provavelmente benignas ou benignas.
Assim, falar em mutações genéticas não é necessariamente incorreto, mas “variante” costuma ser mais adequado quando ainda não se estabeleceu o efeito daquela alteração.
Não. A maioria das diferenças existentes no genoma não deve ser interpretada automaticamente como causadora de doença. O impacto de uma variante depende de sua localização, efeito molecular, frequência e das evidências disponíveis.
Em contextos clínicos de doenças mendelianas, as recomendações ACMG/AMP estabelecem cinco categorias principais para a interpretação de variantes:
O Clinical Genome Resource (ClinGen) utiliza esse sistema de cinco categorias em seus procedimentos de curadoria de variantes, considerando diferentes tipos de evidência, como dados populacionais, funcionais, computacionais e de segregação.
Essa classificação é diferente da simples detecção de variantes. Uma tecnologia pode identificar uma alteração no DNA, mas determinar seu significado requer uma etapa posterior de avaliação das evidências disponíveis.
A identificação de variantes genéticas pode utilizar diferentes metodologias, dependendo de quais alterações são procuradas, do tamanho da região analisada e do objetivo do estudo.
Entre as abordagens estão genotipagem direcionada, PCR, PCR digital, sequenciamento Sanger e sequenciamento de nova geração.
O primeiro passo costuma envolver a obtenção de DNA com qualidade adequada à metodologia escolhida. Depois disso, regiões específicas ou conjuntos maiores do genoma podem ser amplificados, genotipados ou sequenciados.
Para entender melhor essa tecnologia, confira também o conteúdo sobre sequenciamento genético.
Quando a variante que se deseja investigar já é conhecida, métodos direcionados de genotipagem podem oferecer uma alternativa eficiente.
Um exemplo disponível no portfólio da Pensabio é a tecnologia KASP, baseada em PCR competitiva alelo-específica. Ela é utilizada para identificação bi-alélica de SNPs e InDels em loci definidos.
Saiba mais sobre a genotipagem KASP e sua relação com a identificação de variantes específicas.
O sequenciamento Sanger continua sendo empregado na análise de regiões específicas do DNA e pode ser útil em diferentes estratégias de sequenciamento de genes.
Seu uso pode incluir investigação de regiões direcionadas ou fazer parte de fluxos específicos de genotipagem, dependendo da aplicação.
O NGS permite analisar numerosas sequências em paralelo, ampliando a quantidade de dados produzidos em uma única execução.
Dependendo do desenho experimental, o NGS pode ser aplicado a painéis de genes, exomas, genomas e outras estratégias. A maior abrangência também aumenta a necessidade de ferramentas computacionais para organizar e interpretar os dados gerados.
A bioinformática transforma os dados brutos do sequenciamento em informações que permitem localizar, descrever e investigar variantes genéticas.
Um fluxo de análise de NGS pode envolver:
É importante diferenciar identificação de interpretação. Encontrar determinada mudança na sequência é uma etapa analítica; estabelecer sua relevância biológica ou clínica depende de evidências adicionais.
A análise de variantes genéticas ajuda a investigar diversidade genética, relações entre genótipo e fenótipo, mecanismos biológicos, resposta a medicamentos e diferentes características de interesse científico.
Suas aplicações variam conforme a área de estudo.
Na pesquisa genômica, variantes podem ser utilizadas para estudar diversidade entre indivíduos e populações ou investigar associações entre regiões do DNA e determinados fenótipos.
Na farmacogenômica, diferenças genéticas podem ser estudadas em relação à maneira como indivíduos respondem a medicamentos.
A análise genética também aparece em áreas de imunogenética. Na tipagem HLA, por exemplo, são avaliadas variantes presentes nos genes do sistema HLA para determinar os alelos presentes em uma amostra. O conteúdo da Pensabio sobre teste de tipagem HLA apresenta abordagens baseadas tanto em Sanger quanto em NGS.
As soluções da Pensabio podem integrar diferentes etapas de pesquisas que envolvem variantes genéticas, desde a preparação e amplificação de ácidos nucleicos até genotipagem e geração de dados por sequenciamento.
A área de Genômica da empresa reúne equipamentos, reagentes e tecnologias para genotipagem em larga escala, expressão gênica, Single Cell e outras aplicações. Já o portfólio de Biologia Molecular inclui recursos relacionados à extração de ácidos nucleicos, PCR, qPCR e genotipagem.
Entre as tecnologias relacionadas à identificação de variantes genéticas estão:
Essas tecnologias fazem parte de um conjunto mais amplo de soluções em LifeScience voltadas a pesquisa, Biologia Molecular e Genômica.
O estudo das variantes genéticas envolve conceitos que vão além da identificação da alteração no DNA. Confira respostas para dúvidas complementares sobre análise, qualidade das amostras e interpretação de resultados.
A genotipagem costuma ser utilizada para verificar quais variantes ou alelos estão presentes em posições previamente definidas. Já o sequenciamento determina a ordem das bases do DNA em uma região, gene ou conjunto maior de regiões, permitindo encontrar diferenças nessa sequência.
Por isso, a escolha entre genotipagem e sequenciamento de genes depende de o estudo buscar variantes já conhecidas ou investigar uma região de maneira mais abrangente.
Sim. Pureza, integridade e quantidade do DNA podem afetar etapas como amplificação, preparação de bibliotecas e sequenciamento.
No caso da tipagem HLA, por exemplo, a qualidade do DNA pode influenciar a eficiência da amplificação e a confiabilidade dos resultados obtidos.
Frequência alélica é a proporção em que determinado alelo aparece em uma população ou conjunto de amostras.
Esse dado pode contribuir para a interpretação de uma variante, já que variantes muito frequentes e muito raras podem apresentar contextos biológicos diferentes.
Sim. Uma classificação pode ser revista quando novas evidências científicas, dados populacionais, estudos funcionais ou informações clínicas se tornam disponíveis.
O número depende da referência utilizada, do método de análise e dos tipos de variantes considerados. Como ordem de grandeza, o NHGRI indica que o genoma de uma pessoa pode apresentar aproximadamente três a quatro milhões de variantes quando comparado a uma referência. Isso reforça por que a presença de uma variante, isoladamente, não significa que ela tenha efeito prejudicial.
