Ferramentas bioinformáticas para o Estudo do Proteoma Oral 13

A disponibilidade de uma grande diversidade e quantidade de dados de genómica e

proteómica origina um dos maiores desafios atuais, na organização e integração de dados. A

análise e gestão de todos estes dados torna-se confusa e impraticável se não estiverem

devidamente integrados em bases de dados com ferramentas bioinformáticas associadas que

organizem os diferentes tipos de informação (16). As ferramentas bioinformáticas são

essenciais para a compreensão da contribuição do microbioma humano para a saúde e para o

estudo de alvos terapêuticos em caso de doença (8). Nas secções seguintes são apresentadas

algumas das ferramentas bioinformáticas usadas neste estudo.

1.4.1OralOme e OralCard

O OralCard é uma ferramenta bioinformática criada por investigadores portugueses do

Departamento de Ciências da Saúde da Universidade Católica Portuguesa do Centro Regional

das Beiras juntamente com investigadores do Instituto de Engenharia Electrónica e

Telemática da Universidade de Aveiro. O OralCard – Web Information System for Oral

Health, disponível através do link http://bioinformatics.ua.pt/OralCard/, tem como objetivos a

integração e compilação dos microrganismos e proteínas presentes na cavidade oral. Esta

informação é integrada numa só base e pode ser usada para a clarificação dos mecanismos

moleculares da biologia oral humana (34). Através da compilação das proteínas presentes no

microbioma oral é possível a identificação de marcadores moleculares úteis no diagnóstico de

diversas patologias orais e sistémicas e a identificação de novas moléculas como potenciais

alvos terapêuticos (6, 27).

Em Dezembro de 2011 foram adicionadas ao OralCard 3397 proteínas de origem

humana (32). Estas proteínas foram identificadas em estudos de proteómica da saliva e

revistas manualmente. Em Abril de 2012 foram adicionadas à base de dados mais 1212

proteínas determinadas em estudos experimentais no decorrer de mais um trabalho de

investigação (23). Neste momento já se encontram presentes no OralCard 3528 proteínas

humanas e 1346 microbianas (6). No entanto é expectável que existam muito mais proteínas

microbianas do que aquelas que até agora estão identificadas nos estudos de proteómica de

amostras orais (5), e, neste sentido, este trabalho foi proposto para permitir a atualização da

base de dados OralOme, que serve de suporte à ferramenta bioinformática OralCard (6).

Os diversos estados patológicos não têm como responsáveis apenas um

microrganismo, mas sim o resultado das interações entre comunidades microbianas, e do seu

potencial patogénico (2, 10). Cada processo biológico deve ser encarado como uma rede de

interações moleculares, e não como resultado de uma ação independente de cada interveniente

(26).

Deste modo é importante esclarecer estas interações à luz da proteómica, o que se torna

viável através da adição destes dados em ferramentas bioinformáticas, nomeadamente o

OralCard (6) e outras ferramentas em desenvolvimento como o OralInt (artigo submetido).

1.4.2 UniProtKB

A base de dados UniProtKB foi criada através de um consórcio entre várias

associações, nomeadamente a Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), European

Bioinformatics Institute (EBI) e a Protein Information Resource (PIR). O principal objectivo

deste consórcio criado em 2002, foi fornecer à comunidade científica uma fonte útil e fiável

de informação de dados relativos a proteínas (35).

O UniprotKB ou Uniprot Knwoledgebase é o principal produto deste consórcio, e

consiste numa base de dados, associada a diversas ferramentas bioinformáticas acessíveis

através do site http://www.uniprot.org. Neste site encontram-se depositados dados relativos a

proteínas, nomeadamente as suas sequências e informações funcionais. Esta base de dados de

conhecimento, como o próprio nome sugere, é composta por duas secções distintas: a

UniprotKB/Swiss-Prot, na qual os dados existentes foram manualmente anotados e revistos e

conjunto a cobertura de todas as proteínas caracterizadas até ao momento ou inferidas através

das sequências de nucleótidos (35).

1.4.3 STRAP

O programa STRAP, Software Tool for Researching Annotations of Proteins , consiste

numa ferramenta bioinformática muito prática e abrangente de análise de proteínas e da

compreensão do seu significado biológico nos diversos contextos (1). Esta ferramenta inclui

uma base de dados onde estão presentes proteínas identificadas por espectrometria de massa e

por outras técnicas, juntamente com a anotação de informação relativa a essas mesmas

proteínas. Esta informação passa pela descrição das funções das proteínas, pela identificação

de interações proteína-proteína e das associações entre as proteínas às diferentes vias

metabólicas (1). Este software permite ao utilizador aceder a todos estes dados de uma forma

simplificada e intuitiva através de representações gráficas e tabelas que organizam a

informação, permitindo assim economizar tempo na análise de dados.

O STRAP contém meta-informação sobre estas proteínas e permite ainda a obtenção

dos termos gene ontology (GO) sobre as mesmas através das bases de dados UniprotKB

(Uniprot Knwoledgebase) e EBI GOA (Gene Ontology Annotation). Estes termos GO

consistem numa ontologia criada por investigadores e laboratórios, para permitir a existência

de uma linguagem universal para a anotação de funções, especificação da localização celular

e designação dos processos biológicos em que estão envolvidas as proteínas identificadas (1).

Nesta ferramenta bioinformática é possível visualizar os dados de uma amostra de

proteínas através de gráficos circulares, que as organizam em termos de processo biológico,

função molecular e componente celular, e através de gráficos de barras, que permitem a

comparação de conjuntos de amostras. Esta potencialidade do STRAP auxilia

significativamente a interpretação de grandes conjuntos de dados de proteómica

possibilitando a realização de análises diferenciais (1).