16.08.2023 Genética

Novas chaves para compreender doenças

Sequenciamento dos genomas de mais de 200 primatas traz pistas sobre a saúde humana e a origem desse grupo de animais do qual fazemos parte

Redação

Sequenciamento de Genomas de Primatas Ajuda a Compreender Doenças Humanas

Um consórcio de mais de 100 pesquisadores de cerca de 20 países realizou o maior sequenciamento de genomas de primatas não humanos até então. No total, foram analisadas 809 amostras de 233 espécies, de lêmures que cabem na palma da mão a gorilas de 200 quilos.

Os resultados deram origem a uma série de estudos, a maior parte publicada em uma edição especial da revista Science, mas também em artigos na Science Advances e em Nature Ecology and Evolution.

Para obter os dados, o consórcio sequenciou 703 indivíduos de 211 espécies em diversas partes do mundo. Os dados foram unidos a 106 genomas, de 29 espécies, que já haviam sido sequenciados em outros trabalhos, além de um conjunto de genomas de 27 espécies obtidos recentemente.

Os desdobramentos vão desde as origens dos primatas, inclusive os humanos, até um avanço no conhecimento de mutações no nosso genoma que potencialmente podem causar doenças.

“Milhões de pessoas tiveram os genomas sequenciados até hoje […]. No entanto, os efeitos da maioria das variantes genéticas continuam desconhecidos, limitando sua utilidade clínica e capacidade de ação. Novas abordagens que possam discernir com precisão mutações benignas das causadoras de doenças e interpretar variantes genéticas em uma escala genômica constituem um importante passo inicial para realizar o potencial da medicina personalizada genômica”, escrevem os autores de um dos artigos, publicado na Science.

Os trabalhos reuniram ainda material suficiente para resolver a filogenia, ou seja, a história evolutiva, dos primatas. “Baseados nos dados de genomas completos, geramos uma filogenia bastante robusta e estimamos a emergência dos primatas entre 64,95 e 68,29 milhões de anos atrás”, disse em um informe à imprensa Dong-Dong Wu, pesquisador do Instituto Kunming de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências, um dos coordenadores do consórcio e coautor de alguns dos estudos.

Comparações entre genomas

Um deles mostrou detalhados rearranjos genômicos entre linhagens de primatas e identificou centenas de genes candidatos que passaram por seleção natural adaptativa em diferentes ramos ancestrais da filogenia.

Por exemplo, genes importantes para o desenvolvimento dos sistemas nervoso, esquelético, digestivo e sensorial, todos provavelmente tendo contribuído para inovações evolutivas e adaptações dos primatas.

A comparação entre genomas de humanos com os de outros primatas permite uma série de estudos sobre nós, inclusive de doenças.

Por isso, os pesquisadores buscaram pelos chamados polimorfismos de nucleotídeos único (SNPs, na sigla em inglês). Essas variações dentro de uma espécie ou entre espécies pode mudar as proteínas codificadas pelos genes ou mesmo alterar a atividade destes, um fator que pode ter papel em doenças, segundo reportagem publicada na mesma revista Science que publicou os resultados do sequenciamento.

Os pesquisadores encontraram 4.3 milhões de SNPs que alteravam a sequência de aminoácidos de proteínas. Uma vez que um SNP humano também encontrado em outras espécies de primatas provavelmente não causa doença, muitas variantes humanas foram excluídas.

IA para identificar mudanças em proteínas

Os SNPs “benignos” foram então usados para treinar uma rede neural de inteligência artificial (IA), batizada PrimateAI-3D, que identificou regiões onde mudanças na estrutura das proteínas não alteram suas funções. Por outro lado, mudanças em outras regiões são mais prováveis de causar problemas. Logo, foi possível também prever o potencial malefício dos SNPs humanos.

Ao cruzar essas previsões com uma base de dados de mudanças em genes ligadas a doenças, os pesquisadores concluíram que 6% dos SNPs provavelmente não causam danos. Da mesma forma, a IA foi utilizada para identificar genes prejudiciais.

A ferramenta realizou o cruzamento das informações com um banco de dados britânico com 454.712 pessoas, a fim de encontrar SNPs que possam ter papel em 90 condições preocupantes de saúde humana. Com os resultados, em breve pode ser possível identificar genes que possam servir como alvos de medicamentos.

“Humanos são primatas. O estudo de centenas de genomas de primatas não humanos é muito valioso para estudos evolutivos humanos, para melhor entender o genoma humano e as bases da nossa singularidade, incluindo as bases das doenças humanas”, avalia Tomàs Marquès-Bonet, professor da Universidade Pompeu Fabra, em Barcelona, e um dos coordenadores do empreendimento científico, em comunicado.

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