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Componentes: Componentes: Daisy de Farias Martins; Luciana Vieira de Almeida; Ludmilla Rodrigues de Souza; Yorrana Fortes de Carvalho. Professor Professor: Dr. Rinaldo Wellerson Pereira Disciplina: Disciplina: Citogenética Brasília – DF, Junho 2011 Brasília – DF, Junho 2011

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Parte da Avaliação na Disciplina Citogenética, ministrada pelo Prof. Rinaldo Pereira na Universidade Católica de Brasília (www.ucb.br)

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Page 1: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Componentes:Componentes: Daisy de Farias Martins;Luciana Vieira de Almeida;Ludmilla Rodrigues de Souza;Yorrana Fortes de Carvalho.ProfessorProfessor: Dr. Rinaldo Wellerson PereiraDisciplina: Disciplina: Citogenética

Brasília – DF, Junho 2011Brasília – DF, Junho 2011

Page 2: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Retardo MentalRetardo Mental

Limitações no funcionamento intelectual; Mudança de comportamento do indivíduo.

Fatores ambientais; Fatores genéticos;

http://3.bp.blogspot.com/_L4g1GKn-bVo/SFnY-b8qu-I/AAAAAAAAAJU/W4lUnZPWUN4/s320/down.jpg

Page 3: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Causas Importantes Causas Importantes Condições genéticas:

Muitas vezes é causada por genes anormais herdado dos pais, outra razão é o erro de combinação dos genes.

Problemas durante a gravidez: Resultado da má formação do bebê durante sua formação,

pode acontecer um erro na divisão ou até mesmo na multiplicação das células. Ou, quando a mãe apresenta alguma infecção durante a gravidez, ou ingere álcool frequentemente na gestação.

http://www.not1.com.br/wp-content/uploads/2011/04/mutacao-gen%C3%A9tica.jpg

Page 4: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Problemas no nascimento: Oxigenação insuficiente durante o parto.

Problemas de saúde: Algumas doenças como Coqueluche, sarampo,

meningite podem, causar deficiência intelectual. A desnutrição e a exposição a substâncias tóxicas também aumenta a probabilidade de ocorrência da doença.

Page 5: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

PrevalênciaPrevalência Crianças e adolescentes apresentam uma

maior prevalência da doença;

Afeta cerca de 2-3% da população;

Alguns dos sintomas apresentados pelas crianças são: Atraso na fala, Alteração do comportamento, Baixo rendimento escolar.

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Page 7: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Quando o Retardo Mental está associado com os demais sintomas clínicos ou anormalidades físicas, há muitas vezes, informações suficientes para o diagnóstico médico;

Mas, quando a doença não tem nenhuma dessas relações, acaba dificultando o diagnóstico médico prévio sendo, necessário um aprofundamento maior.

Page 8: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Com isso, passa-se a utilizar técnicas moleculares cada vez mais modernas para auxiliar na determinação do diagnóstico (Muhammad Ayub, 2010).

Essas novas técnicas, permitem detalhar melhor o genótipo, realizando uma comparação fenotípica, o que muitas vezes se torna difícil de detectar por técnicas mais antigas.

Page 9: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Bandeamento Bandeamento cromossômicocromossômico Detecção de cromossomopatias

Alterações numéricas ; Alterações estruturais ;

Observação precisa da morfologia dos cromossomos;

Visualização de bandas claras e escuras;

Detecção de falhas

Page 10: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

É importante ressaltar É importante ressaltar que ...que ...

Tais métodos não identificam quais mutações, apenas cromossomopatias. As

mutações podem ser identificadas por testes bioquímicos e testes de biologia molecular.

Page 11: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Bandeamento Bandeamento cromossômicocromossômico

Pareamento cromossômico; Bandeamento GBandeamento G; Bandeamento C; Bandeamento Q; Bandeamento R; Bandeamento T; Bandeamento NOR; Bandeamento de alta resolução;Bandeamento de alta resolução; FISH;FISH; Troca de cromátide-irmãs;

Page 12: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Bandeamento GBandeamento G

Corante GiemsaGiemsa

TripsinaTripsina

DNA rico em bases GC . Genes ativosDNA rico em bases GC . Genes ativos

DNA rico em bases AT. Genes ativosDNA rico em bases AT. Genes ativos

Page 13: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Bandeamento de alta Bandeamento de alta resoluçãoresolução

Cromossomos analisados na metáfase. Estudo de anomalias cromossômicas não

detectáveis através do cariótipo de banda G.

Tem maior resolução

Page 14: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Princípio do Método

Hibridização entre uma sonda marcada e um cromossomo proveniente de uma amostra de interesse.

Valor limitado paraa descoberta de pequenas aberrações cromossômicas.

Baixa resolução Estudos tem sido realizados a

fim de amentar a resolução.

http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/images/fish.gif

Page 15: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

FISHFISH Detectam anormalidades não previstas pelo

bandeamento;

Porém não detectam pequenos rearranjos e desequilíbrios nos cromossomos verificados pelo CGH-array, que possui maior resolução.

Page 16: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

CGH arrayCGH array É uma técnica de hibridização genômica

comparativa;

Método rápido;

Avalia ganhos e perdas submicroscópicas do material genético.

Page 17: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Hibridização genômica Hibridização genômica comparativacomparativa

DNA de referência; Lâmina de vidro contendo sondas de DNA.

http://www.cghtmd.jp/CGHDatabase/about_e/559.pdf

Page 18: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

CGH arrayCGH array São divididos em 2 grupos:

BACs array - cromossomos artificiais de bactérias;

Oligonucleotídeos array - possui uma potência alta de resolução;

Os oligonucleotídeos variam de 25 para 85mers de comprimento.

Page 19: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

CNVCNV Número de Cópias Variantes;

Ocorrem durante a meiose dos gametas dos pais;

Identificação de novos distúrbios genômicos.

Page 20: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

CGH array CGH array

Teste genético de escolha :

Idiopática de retardo mental;

Anomalias congênitas múltiplas.

Page 21: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

SNPs - SNPs - single-nucleotide single-nucleotide polymorphism polymorphism

Os polimorfismo de nucleotídeos únicos (SNPs) são alternância dos nucleotídeos A,

C, G, T em uma freqüência alélica mínima de 1% numa dada população e podem estar

presentes em regiões codificadoras e não-codificadoras dos cromossomos (BROOKES,

1999).

Page 22: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Nomenclaturas para os Nomenclaturas para os SNPsSNPs

Substituição Conservativa ou não-conservativa Com ou sem modificações estruturais de ptn Transições - troca de duas bases da mesma característica

Mais comum Polimorfismos – células germinativas

SNP Halogrupo Individual

Page 23: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

SNP detectado SNP detectado

Metodologia SNP em larga escala

PCR em tempo real Seqüenciamento na

amplificação de uma única base

Softwares e equipamentos de alta tecnologia

Page 24: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Next-Generation Sequencing Next-Generation Sequencing (NGS)(NGS)

Tecnologia de última geração;

Sequenciamento do genoma Regiões de éxons.

Detecta a presença de cópias ou variação de um único nucleotideo

Detecção se dá pela comparação da localização das seqüências obtidas mediante a presença de uma sequencia de DNA de referência.

Utilização de sistemas de filtragem; Menor custo; Mais informações.

Page 25: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Next-Generation Sequencing Next-Generation Sequencing (NGS)(NGS)

Interpretação dos resultados

Cautela – resultados falso-positivos e falso-negativos. Existência de milhares de variantes comuns no genoma humano, de origem

diversa, por exemplo, devido a mutações sem sentido.

Difícil interpretação Associação de variantes raras como potencias patogênicos ou não.

É provável que cada indivíduo, saudável ou não, carregue essas múltiplas variações de sequencia em seu genoma, dessa maneira mesmas podem estar presentes em pessoas sadias.

Complicação na identificação da variante responsáveis pela patologia apresentada, já que as mesmas se encontram em grande quantidade no genoma.

Page 26: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

Next-Generation Sequencing Next-Generation Sequencing (NGS)(NGS)

Aplicação do sequenciamento de éxons.

Irmãos possuíam uma mutação no éxon 8 do gene TECR e uma substituição do aminoácido prolina pela leucina na proteína TECR, responsável pela síntese de ácidos graxos relacionada com o desenvolvimento normal do sistema nervoso central.

Minal CALISKAN, et al 2011.Exome sequencing reveals a novel mutation for autosomal recessive non-syndromic mental retardation in the TECR gene on chromosome 19p13. Human Molecular Genetics, 2011, Vol. 20, No. 7 1285–1289.

Page 27: Comparação de metodologias para detecção de variações cromossômicas e de sequências em retardo mental não sindrômico

ConclusãoConclusão

Vantagens: Técnicas mais sensíveis e específicas; Diagnóstico mais rápido e eficaz;

Desvantagem: Informações abrangentes e sem respostas.

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ALKAN, Can, et al. Personalized copy number and segmental duplication maps using next-generation sequencing. Nature Genetics volume 41 | number 10 | october 2009.

APARACIO, Samuel, et al. Does massively parallel DNA resequencing signify the end of histopathology as we know it? Journal of Pathology J Pathol 2010; 220: 307–315.

BALKAN et, al. Cytogenetic analysis of 4216 patients referred for suspected chromosomal abnormalities in Southeast Turkey. Genetics and Molecular Research 9 (2): 1094-1103 (2010). 

BALLARATI, et al. Cytogenetic, FISH and array-CGH characterization of a complex chromosomal rearrangement carried by a mentally and language impaired patient. European Journal of Medical Genetics 52 (2009) 218–223.

CALISKAN, Minal et al .Exome sequencing reveals a novel mutation for autosomal recessive non-syndromic mental retardation in the TECR gene on chromosome 19p13. Human Molecular Genetics, 2011, Vol. 20, No. 7 1285–1289.

 

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KAULFMAN, et al. The genetic basis of non-syndromic intellectual disability: a review. J Neurodevelop Disord (2010) 2:182–209

MOROZOVA, Olena; MARRA, Marco. From cytogenetics to next-generation sequencing technologies: advances in the detection of genome rearrangements in tumors. Biochem. Cell Biol. 86: 81–91 (2008) .

ROBINSON, Peter N. Whole-exome sequencing for finding de novo mutations in sporadic mental retardation. Robinson Genome Biology 2010, 11:144.

SHAW-SMITH, C et al. Microarray based comparative genomic hybridization (array-CGH) detects submicroscopic chromosomal deletions and duplications in patients with learning disability/mental retardation and dysmorphic features. J Med Genet 2004;41:241–248. doi: 10.1136/jmg.2003.017731.

SISMANI, et al. Cryptic genomic imbalances in patients with de novo or familial apparently balanced translocations and abnormal phenotype. Molecular Cytogenetics 2008, 1:15.

VASCONCELOS, Marcio M. Mental retardation. J Pediatr (Rio J). 2004; 80(2 Supl):S71-S82.