Por que decodificar todo o genoma humano é um avanço para curar doenças

Uma equipe de cientistas montou todo o plano genético da vida humana adicionando as peças que faltavam a um quebra-cabeça que quase começou há mais de duas décadas.

Em uma pesquisa publicada na revista Science, o grupo de pesquisadores internacionais descreveu o primeiro sequenciamento de todo o genoma humano, ou seja, o conjunto de instruções para construir e manter um ser humano. Trabalhos anteriores, realizados em todo o mundo, estavam incompletos porque as tecnologias de sequenciamento de DNA da época não eram capazes de ler certas regiões genômicas. Mesmo após as atualizações, cerca de 8% do genoma estava faltando.

Os cientistas disseram que essa imagem abrangente do genoma dará à humanidade uma maior compreensão de nossa evolução e biologia, ao mesmo tempo que abre as portas para descobertas médicas em áreas como envelhecimento, doenças neurodegenerativas, câncer e doenças cardíacas.

As empresas com sede na Califórnia Pacific Biosciences (PacBio) e Oxford Nanopore, sediadas no Reino Unido, usaram diferentes tecnologias juntas para decifrar essa falta de 8% genética. A PacBio usou um sistema chamado HiFi, onde os pares de bases circulam, literalmente como círculos, até serem lidos na íntegra e em alta fidelidade, daí o nome. O sistema remonta a alguns anos de uso e representa um grande passo em frente na “leitura” tanto no comprimento quanto na precisão das sequências mais longas.

Enquanto isso, a Oxford Nanopore usa corrente elétrica em seus dispositivos proprietários. Os fios do par de bases são pressionados através de um nanoporo microscópico, apenas uma molécula de cada vez, onde uma corrente os atinge para observar que tipo de molécula eles são. Ao remover cada molécula, os cientistas podem identificar toda a fita.

O genoma humano consiste em cerca de 3,1 bilhões de subunidades de DNA, pares de bases químicas conhecidas pelas letras A, C, G e T. Os genes são cadeias desses pares identificados com letras que contêm instruções para fazer proteínas, os blocos de construção da vida. Os seres humanos têm cerca de 30.000 genes, organizados em 23 grupos chamados cromossomos que são encontrados no núcleo de cada célula.

Os seres humanos têm 46 cromossomos, em 23 pares, representando dezenas de milhares de genes individuais. Cada gene consiste em vários pares de bases compostos de adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Existem bilhões de pares de bases no genoma humano. Mas o genoma que os pesquisadores sequenciaram não veio de uma pessoa, mas de uma toupeira hidatiforme, uma massa ou crescimento raro que se forma dentro do útero no início da gravidez. Esse tecido se forma quando o esperma fertiliza um óvulo sem núcleo, portanto contém apenas 23 cromossomos, como um gameta (esperma ou óvulo), em vez dos 46 encontrados no DNA de uma célula humana. Essas células simplificam o esforço computacional, mas podem ser uma limitação.

Os cientistas explicaram que seu trabalho aumentou o número de bases de DNA de 2,92 bilhões para 3,05 bilhões, um aumento de 4,5%, e que a contagem de genes que codificam proteínas aumentou apenas 0,4%, para 19.969. De acordo com especialistas, o trabalho também pode levar a outros novos conhecimentos, incluindo aqueles relacionados à forma como os genes são regulados.

A ciência está alcançando cada vez mais o conhecimento sobre a humanidade com maior profundidade e precisão. Ter sequenciado todo o genoma humano ajudará a evitar várias doenças. E também, entender os mecanismos de origem de uma determinada patologia ajudará a desenvolver medicamentos mais diretos e precisos contra doenças para que tenham uma prevalência menor”, explicou à Infobae o Dr. Jorge Dotto, referência mundial como geneticista, à Infobae, que tem vasta experiência em Os Estados Unidos e a Europa.

Ele acrescentou: “Essa informação completa nos permitirá tomar melhores decisões sobre nosso corpo, uma vez que muda a percepção da ignorância que tínhamos. Por exemplo, a decisão de quais alimentos precisamos comer para fortalecer nossas defesas. Em nosso microbioma está 80% do nosso sistema imunológico. Saber mais sobre a microbiota e quais probióticos, que são bactérias vivas, precisamos incorporar nos ajudará a modular e tornar mais eficaz o funcionamento do nosso sistema imunológico, o que poderia ser mais preciso para reduzir a inflamação no nível molecular em nosso corpo diante de uma doença”.

Dotto também se referiu a melhorias no comportamento da pele e do sistema reprodutor feminino. “Temos que ajudar as pessoas a ficarem menos doentes, e esse trabalho de sequenciamento genético total vai nos ajudar a fazer isso”, concluiu o especialista fundador do “Genetics Center”, uma empresa dedicada à medicina de precisão, nutrição e alto desempenho esportivo.

“Alguns dos genes que nos tornam inequivocamente humanos estavam na verdade nesta 'matéria escura do genoma' e estavam completamente ausentes”, disse Evan Eichler, pesquisador da Universidade de Washington que participou deste projeto e do Projeto Genoma Humano original. “Demorou mais de 20 anos, mas finalmente conseguimos.” Muitas pessoas - incluindo os próprios alunos de Eichler - pensaram que o projeto já havia sido concluído. “Eu estava ensinando a eles e eles disseram: 'Espere um minuto. Não é a sexta vez que você canta vitória? 'Eu disse: 'Não, desta vez nós realmente conseguimos! '” “Estamos expandindo nossas oportunidades para entender as doenças humanas”, disse Karen Miga, autora de um dos seis estudos publicados.

Uma investigação de duas décadas

Esta pesquisa conclui décadas de trabalho. O primeiro rascunho do genoma humano foi anunciado em uma cerimônia realizada na Casa Branca em 2000 pelos chefes de duas entidades concorrentes: um projeto internacional financiado publicamente liderado por uma agência dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos e uma empresa privada, Celera Genomics, com sede em Maryland.

“Esses 8% do genoma não foram esquecidos por causa de sua falta de importância, mas por causa de limitações tecnológicas”, escreveram os pesquisadores. “O sequenciamento de leitura longa de alta precisão finalmente eliminou essa barreira tecnológica, permitindo estudos abrangentes da variação genômica em todo o genoma humano. Esses estudos exigirão necessariamente um genoma de referência humano completo e preciso, o que acabará por impulsionar a adoção do pacote T2T-CHM13 apresentado aqui”, acrescentou Dotto.

Cientistas do Consórcio Telômero para Telômero (T2T) completaram a primeira sequência verdadeiramente completa de 3.055 bilhões de pares de bases (pb) de um genoma humano, representando a maior melhoria do genoma de referência humano desde seu lançamento inicial.

O novo genoma é um salto em frente, disseram os pesquisadores, possibilitado pelas novas tecnologias de sequenciamento de DNA desenvolvidas por duas empresas do setor privado: a Pacific Biosciences da Califórnia, também conhecida como PacBio, e a britânica Oxford Nanopore. Suas tecnologias para leitura de DNA têm vantagens muito específicas sobre ferramentas que há muito são consideradas fundamentais para os pesquisadores.

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