NGS: conheça a técnica que permite análises genéticas avançadas na FIV

O desenvolvimento da genética foi um dos pilares da ciência do século XX e foi determinante para o desenvolvimento de diversas áreas, inclusive da reprodução assistida.

Desde o final do século XIX a ciência moderna já sabe que aspectos como as características físicas até a fisiologia dos organismos vivos são determinados geneticamente, sendo, muitas vezes, transmitidos de geração para geração.

A partir da década de 1950, houve a descoberta de que a estrutura molecular do DNA é uma dupla hélice composta por inúmeras combinações de 4 tipos de nucleotídeos (unidade básica do DNA).

A partir daí, imaginou-se que seria possível sequenciar combinações dessas unidades e que, após traduzidas, essas sequências identificariam doenças genéticas cujas causas e tratamento eram até então obscuros.

Assim nasceu o Projeto Genoma, cujo foco, a partir da década de 1990, passou a ser o sequenciamento do DNA humano e as variações desse código genético que resultam em doenças, sendo chamado Projeto Genoma Humano.

A reprodução assistida, especialmente a FIV (fertilização in vitro), também passou a utilizar, quando indicado, técnicas baseadas no progresso genético, como o PGT (teste genético pré-implantacional) e o ERA (análise da receptividade endometrial).

Este texto explica como é feito o sequenciamento genético na NGS e como essa tecnologia ajuda a melhorar as taxas de sucesso da FIV.

Como a NGS pode ser utilizada?

A NGS tem diversas aplicações que incluem auxiliar pesquisas científicas sobre a genética de todos os seres vivos.

Especialmente quando aplicado à medicina reprodutiva, o sequenciamento genético pode prever e evitar a transmissão de doenças genéticas, assim como detectar alterações genéticas embrionárias que possam prejudicar a implantação e o desenvolvimento do bebê. No entanto, é importante ressaltar que nem sempre isso é necessário. O teste genético pode ser indicado em casos específicos, por isso é importante conhecer bem o casal antes da reprodução assistida.

Dentro da medicina, a oncologia também é uma das áreas muito beneficiadas pela aplicação da NGS, já que permite buscar informações sobre as origens e o desenvolvimento do câncer.

O que é a NGS?

O desenvolvimento das técnicas de sequenciamento genético teve como base o aperfeiçoamento e automatização do método de Sanger, criado pelo bioquímico inglês Frederick Sanger na década de 1970.

Vamos compreender o funcionamento do método de Sanger e como ele foi aperfeiçoado até a NGS.

As diferenças entre o método Sanger e a NGS residem principalmente na forma com que os nucleotídeos são identificados e na leitura do sequenciamento, feita de forma muito mais rápida e acurada na NGS.

O método de Sanger consiste na seleção de um determinado trecho de DNA, que deve ser primeiramente amplificado (multiplicado) por PCR (reação em cadeia da polimerase).

Nesse procedimento, um trecho de DNA, numa solução nutritiva, deve ser submetido a variações específicas de temperatura, cuja função é desenrolar sua dupla hélice e expor seus nucleotídeos ou bases nitrogenadas.

A solução que contém essa amostra de DNA deve também conter proteínas DNA polimerase, capazes de produzir novas moléculas de DNA a partir dessas fitas desenroladas, além de nucleotídeos soltos, que são substrato para o trabalho de DNA polimerase.

O trabalho dessa enzima consiste em copiar as fitas de DNA previamente separadas, formando pares de nucleotídeos com as bases que estão soltas na solução. Algumas dessas unidades genéticas, porém, estão coradas com um pigmento que sinaliza para a DNA polimerase que pare o processo de duplicação do DNA.

Isso faz com que o tamanho das fitas de DNA varie de acordo com o nucleotídeo pigmentado que se ligou a ele por último e que marca o fim da cadeia.

O material conseguido por meio do PCR era então submetido à eletroforese, que consiste em uma técnica para separar fragmentos de DNA de acordo com seu tamanho.

A associação desses dois procedimentos produzia um mapeamento das unidades genéticas que compunham aquele trecho de DNA, permitindo seu sequenciamento.

A NGS, ou next generation sequencing, é um conjunto de técnicas que usam “sequenciamento por síntese” e que aperfeiçoaram o modelo de Sanger, mas cujas bases residem nele.

O sequenciamento de síntese mapeia o código genético detectando a liberação de energia da incorporação do nucleotídeo à fita de DNA mediante laser, enquanto o sequenciamento no método de Sanger é feito pela leitura da terminação visual das marcações produzidas pelos nucleotídeos pigmentados.

Atualmente, as técnicas em NGS ofereçam alta acurácia para os testes genéticos baseados nela, representando um avanço relevante para a medicina como um todo.

Quais benefícios essa nova tecnologia trouxe?

• prevenção de doenças genéticas hereditárias;
• prevenção de doenças genéticas causadas por mutações;
• ferramenta para o diagnóstico de problemas com a receptividade endometrial;
• ferramenta no diagnóstico oncológico;
• aumento das taxas de precisão em relação às técnicas anteriores;
• podem sequenciar amostras maiores;
• podem sequenciar amostras diferentes simultaneamente;
• fornecem resultados mais rápidos.

NGS e FIV: qual a relação?

Identificar possíveis alterações, que significam a presença de doenças genéticas, é o objetivo dos testes genéticos feitos na FIV.

A NGS é a base dos testes genéticos PGT e ERA, feitos respectivamente com a biópsia das células embrionárias e maternas.

Enquanto o PGT busca doenças genéticas, especialmente hereditárias, nos embriões, o ERA busca identificar o melhor momento da implantação embrionária, momento chamado de janela de implantação.

A transmissão de doenças genéticas hereditárias pode agora ser prevenida em muitos casos, embora não seja uma garantia. Todo o processo gestacional é complexo e existem muitas variáveis que o afetam.

Toque no link e saiba mais sobre a fertilização in vitro (FIV).

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