Tecnologias de diagnóstico genético

A reação em cadeia de polimerase (PCR) é uma técnica de laboratório que pode produzir muitas cópias ou segmentos de um gene, facilitando muito o estudo desse gene. Um segmento específico de ácido desoxirribonucleico (DNA), como um gene específico, pode ser copiado (amplificado) no laboratório. A partir de uma molécula de DNA, após 30 duplicações (apenas algumas horas depois), são produzidas bilhões de cópias.

Uma sonda de gene pode ser usada para localizar uma parte específica de um gene (um segmento do DNA do gene) ou um gene completo em um cromossomo específico. As sondas podem ser usadas para encontrar segmentos normais e mutantes de DNA. Um segmento de DNA que tenha sido clonado ou copiado torna-se uma sonda marcada quando adicionado a ele um átomo radioativo ou fluorescente. A sonda procurará sua imagem em espelho no segmento de DNA e se ligará a ele. A sonda marcada pode, então, ser detectada por técnicas microscópicas e fotográficas sofisticadas. Com o uso de sondas de genes, inúmeras doenças podem ser diagnosticadas antes ou após o nascimento. No futuro, as sondas de genes provavelmente serão utilizadas para testar pessoas quanto à presença de inúmeras doenças genéticas importantes simultaneamente.

Os chips de DNA são ferramentas poderosas que podem ser usadas para identificar mutações de DNA. Um único microarranjo pode testar milhões de alterações de DNA diferentes com apenas uma amostra. Os microarranjos de DNA são usados em estudos de associação genômica ampla (genome-wide association studies, GWAS) para identificar variantes que podem contribuir para o risco de ter a doença ao comparar o DNA de grandes números de pessoas e populações normais.

A aCGH é um tipo de microarranjo que atualmente é usado de forma rotineira para identificar segmentos de DNA excluídos ou duplicados em cromossomos específicos. Nesse arranjo, o DNA de uma pessoa é comparado com um genótipo (uma combinação exclusiva de genes ou composição genética de uma pessoa) de referência com o uso de várias sondas. Corantes fluorescentes de cores diferentes são adicionados ao DNA da pessoa e à amostra de referência. Se um segmento estiver ausente, as sondas detectam uma quantidade reduzida do corante fluorescente na amostra de DNA da pessoa em comparação à amostra de referência. Se um segmento estiver duplicado ou triplicado, as sondas detectam uma quantidade aumentada do corante fluorescente do paciente em comparação à amostra de referência. Essas sondas podem ser usadas para testar o genótipo inteiro.

As tecnologias de sequenciamento de próxima geração podem detectar até partes menores de genes e DNA ao quebrar o genótipo inteiro (ou genoma) em segmentos pequenos e, então, analisar a sequência de DNA de alguns ou todos os segmentos. Os resultados são, então, analisados por um computador potente. Podem ser identificadas variações únicas ou múltiplas nas bases, bem como áreas em que as bases estão faltando ou foram inseridas no local errado. Os custos desta tecnologia diminuíram drasticamente e continuam em queda. Os equipamentos e métodos computacionais também continuam a melhorar.

Algumas dessas variações podem ajudar os médicos a diagnosticarem os distúrbios genéticos. As tecnologias de sequenciamento de próxima geração são tão sensíveis que os médicos podem detectar o DNA do feto em uma amostra de sangue coletada da mãe, e analisá-la para determinar se o feto apresenta síndrome de Down. Entretanto, o enorme volume de informações geradas pela análise do genótipo resulta em uma variedade de problemas que, por vezes, dificulta aos médicos entender e interpretar os resultados (por exemplo, separar as diferenças importantes das diferenças aleatórias ou triviais). Apesar desses problemas, essas técnicas se tornaram o pilar dos testes genéticos.