14. Desempenho das Ações realizadas pelos Departamentos Técnico Científicos e Museu
14.4 Departamento de Genética Humana
Com a publicação dos novos estatutos do INSA (Portaria 162/2012 de 22 de maio), ao Departamento de Genética Humana (DGH) compete:
a) Executar investigação e desenvolvimento nas modalidades relevantes, em linha com as prioridades estratégicas do Ministério da Saúde;
b) Assegurar, no domínio da genética, as funções de laboratório nacional de referência;
c) Realizar rastreios e testes genéticos de base laboratorial e, em colaboração com o departamento de epidemiologia, a organização e gestão dos respetivos registos e coleções de produtos biológicos.
No âmbito da Investigação e Desenvolvimento efetuada no Departamento de Genética Humana no ano de 2013 é de referir o seguinte trabalho.
1) O ferro na doença de Alzheimer:
A doença de Alzheimer, o tipo de demência mais frequente em todo o mundo, é uma doença neurodegenerativa progressiva, geralmente de aparecimento tardio, associada a elevada morbilidade e mortalidade. É uma doença de origem complexa, associada a vários determinantes ambientais e genéticos, muitos dos quais continuam por identificar.
A pesquisa e identificação de biomarcadores da doença de Alzheimer são de extrema importância pois permitirão um melhor conhecimento da fisiopatologia da doença, o seu diagnóstico precoce e monitorização e até, possivelmente, o desenho de novas terapêuticas.
O ferro é um elemento essencial para a manutenção das funções vitais dos seres vivos, das bactérias ao Homem. Contudo, o seu excesso está associado ao desenvolvimento de diversas patologias, dado que promove dano oxidativo e, eventualmente, lesão celular.
Estudos prévios mostraram a existência de acumulação de ferro no cérebro de indivíduos com doenças neurodegenerativas. Neste estudo verificámos que os níveis dos marcadores bioquímicos do ferro na corrente sanguínea (ferro, transferrina e ferritina) estão diminuídos nos doentes de Alzheimer. Esta diminuição mostrou-se associada a variantes genéticas específicas em genes responsáveis pela regulação da distribuição do ferro no organismo. Assim, propomos que na doença de Alzheimer a acumulação de ferro nas células do cérebro e a diminuição sistémica dos parâmetros do metabolismo do ferro se devam à perturbação do fluxo celular deste elemento. Esta desregulação, de base genética, será um fator de risco para o início e progressão da doença de Alzheimer.
Crespo A*, Silva B*, Marques L, Marcelino E, Maruta C, Costa S, Timóteo A, Vilares A, Couto F, Faustino P, Correia P, Verdelho A, Porto G, Guerreiro M, Herrero A, Costa C, Mendonça A, Costa L, Martins M. Genetic and biochemical markers in Alzheimer's disease patients support a concerted systemic iron homeostasis dysregulation. Neurobiology of Aging 2013, 35 (4): 777-785. *Estes autores contribuiram igualmente para este trabalho.
No que diz respeito à Prestação de Serviços Diferenciada, o DGH distingue a implementação das duas metodologias altamente especializadas em áreas inovadoras e ainda pouco utilizadas a nível nacional ou europeu, ambas desenvolvidas durante o ano de 2013.
1) Next-generation sequencing:
A metodologia de “Next-generation sequencing” foi
introduzida no INSA, I.P. no ano de 2013, após aquisição de uma plataforma de sequenciação paralela massiva da Illumina. O INSA, I.P. foi a primeira instituição em Portugal a possuir um equipamento deste fabricante. A plataforma de sequenciação permite obter sequências de DNA em quantidade muito superior à obtida nos equipamentos tradicionais de sequenciação. Em particular, é possível
sequenciar numa única experiência o genoma completo de vários microrganismos ou alguns milhares de genes humanos
Estas potencialidades do novo equipamento poderão ser utilizadas por vários Departamentos técnico- científicos do INSA, I.P., permitindo por exemplo a realização de novos projetos de I&D ou a implementação de novos serviços laboratoriais no âmbito da resposta a problemas de saúde pública. Neste sentido, durante o ano transato, a Unidade de Tecnologia e Inovação (UTI) implementou diferentes protocolos laboratoriais que já se encontram disponíveis aos utilizadores do INSA, I.P.. Os protocolos de maior relevo incluem a sequenciação de bactérias e de vírus, e a pesquisa de mutações em painéis de genes humanos.
Durante o ano de 2014, a UTI prevê aumentar o número de protocolos disponíveis, nomeadamente no que respeita à sequenciação de RNA e à análise metagenómica. Por fim, é de salientar que foi publicado o seguinte trabalho, resultante de uma colaboração científica entre o Departamento de Doenças Infeciosas e a UTI:
Borges V, Pinheiro M, Vieira L, Sampaio DA, Nunes A, Borrego MJ, Gomes JP. Complete Genome Sequence of Chlamydia trachomatis Ocular Serovar C Strain TW-3. Genome Announc. 2014 Jan 23;2(1).
2) Microarray
Nas últimas décadas as evoluções tecnológicas e metodológicas verificadas na área da Citogenética Molecular/Citogenómica, nomeadamente com a introdução das técnicas de Hibridação in situ Fluorescente (FISH), chromossome Comparative Genomic Hybridization (cCGH) e Microarray, têm permitido aumentar a resolução da capacidade de deteção de anomalias cromossómicas na análise citogenética, passando de uma resolução de cerca de 10Mb, no caso da citogenética convencional, para cerca de 20Kb, no caso dos microarrays de alta resolução.
A metodologia de Microarray permitiu, assim, um aumento substancial de resolução na análise citogenética e, consequente, a identificação de anomalias cromossómicas envolvendo ganho e perdas de material genómico de dimensões muito reduzidas. Existindo inúmeros Guidelines internacionais que a consideram como a primeira abordagem para muitas doenças genéticas que resultam de alterações cromossómicas (Miller, D.T., et al. 2010. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies. American Journal of Human Genetics, 86, 749-764; Manning, M. and Hudgins, L. 2010. Array-based technology and recommendations for utilization in medical genetics practice for detection of chromosomal abnormalities. Genetics in Medicine, 12(11): 742-5).
A Unidade de Citogenética (UCI), do Departamento
de Genética Humana, implementou esta
metodologia após a aquisição da plataforma de Microarrays da Affymetrix, a qual á data, é a plataforma com maior resolução nesta área. Esta plataforma permite efetuar não só análises de alterações genómicas como de expressão génica. Assim, a partir de Janeiro de 2013 a UCI formalizou vários protocolos com Unidades de Saúde do SNS, permitindo desta forma colmatar uma área que até à data estava em falta.
Estes estudos têm-se centrado, essencialmente, em doentes com atraso mental e/ou de desenvolvimento, anomalias congénitas e em Diagnóstico Pré-Natal, no sentido de identificar possíveis ganhos e/ou perdas de material genómico e, caso existam, efetuar a sua caracterização de forma a permitir estabelecer uma relação genótipo-fenótipo, contribuindo assim para a vertente preventiva com consequentes ganhos em saúde pública. A sua aplicação noutras áreas da genética, onde a citogenética desempenha um papel fundamental, é cada vez mais importante como se poderá verificar em numerosos estudos publicados (ex. PubMed - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed).
Unidade de Rastreio Neonatal
A Unidade de Rastreio Neonatal, Metabolismo e Genética do Departamento de Genética Humana, no âmbito das suas atividades de suporte ao Programa Nacional de Diagnóstico Precoce, iniciou um estudo piloto para o rastreio neonatal da Fibrose Quística em 80.000 recém-nascidos. A Fibrose Quística é a doença genética mais frequente nas populações caucasianas caracterizando-se por problemas nutricionais e um atingimento pulmonar progressivo, grandemente responsáveis pela sua gravidade. Como o diagnóstico clínico é difícil e muitas vezes tardio, com graves prejuízos para a criança afetada, o
rastreio neonatal reveste-se de particular importância. Um acompanhamento clínico precoce e rigoroso permite reduzir consideravelmente a frequência das complicações, assegurando ao doente uma melhor qualidade de vida, apesar da inexistência de um tratamento específico para a cura da doença.
A estratégia utilizada no rastreio neonatal baseia-se na determinação da IRT - tripsina imunoreactiva e da PAP – proteína associada à pancreatite, no sangue colhido em papel para o Diagnostico Precoce.