Desafios em Prever o Risco de Doenças Genéticas
Cientistas investigam a penetrância incompleta e seu impacto na previsão de doenças.
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Índice
- O Desafio da Penetrância Incompleta
- O Papel dos Bancos de Dados Genéticos
- Foco em Variantes de Perda de Função
- Analisando Variantes do ClinVar no gnomAD
- Explorando Modificadores Genéticos e Penetrância Incompleta
- Altas Taxas de Resgate Entre Variantes Patogênicas
- O Papel do Splicing Alternativo e Variantes Não Codificantes
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Nos últimos anos, os cientistas têm se esforçado pra prever o risco de doenças em pessoas que não apresentam sintomas. Isso é especialmente importante pra condições como certos tipos de câncer e distúrbios genéticos que podem aparecer mais tarde na vida ou durante a gravidez. Mas, tem algumas complexidades que tornam essa tarefa desafiadora. Uma delas é conhecida como penetrância incompleta, que significa que algumas pessoas podem carregar uma variante genética relacionada a uma doença sem realmente mostrar sinais dela. Isso torna complicado saber se uma variante genética específica é perigosa ou inofensiva.
Quando os pesquisadores analisam a composição genética de pessoas que parecem saudáveis, eles frequentemente encontram variantes que se acredita causarem doenças, mesmo que a pessoa não tenha sido diagnosticada com nenhuma. Isso levanta questões interessantes: a penetrância incompleta é mais comum do que pensamos, ou estamos apenas interpretando errado alguns dados genéticos?
O Desafio da Penetrância Incompleta
Os cientistas não entendem completamente por que algumas variantes genéticas são prejudiciais para algumas pessoas e não para outras. As estimativas passadas de com que frequência essas variantes levam a doenças geralmente se basearam em estudos de pessoas que já estavam doentes. Isso significa que o risco pode estar superestimado por causa de vieses de seleção nesses estudos. Pra ter uma visão melhor, dados populacionais em larga escala, como os encontrados em biobancos, podem oferecer uma visão mais clara de com que frequência essas variantes realmente levam a doenças.
Estudos recentes usando dados populacionais analisaram especificamente com que frequência certas variantes genéticas resultam em doenças. Isso inclui pesquisas sobre condições como doenças por prions e vários distúrbios metabólicos. Alguns estudos analisaram dados de uma grande coleção de indivíduos pra ver como as diferenças nos genes podem estar relacionadas a várias condições de saúde. Mas, houve menos foco em entender os processos reais que explicam por que alguns indivíduos com variantes prejudiciais não apresentam sintomas.
O Papel dos Bancos de Dados Genéticos
Um recurso importante pra esse tipo de pesquisa é o Banco de Dados de Agregação do Genoma (GnomAD), que contém informações genéticas de mais de 800 mil pessoas. Esse banco ajuda os pesquisadores a identificar conexões entre genes e doenças, o que pode melhorar como as variantes genéticas são classificadas tanto em clínicas quanto em pesquisas.
Mesmo que o gnomAD seja uma ferramenta poderosa, ele carece de informações detalhadas sobre a saúde dos participantes individuais. Isso significa que os pesquisadores frequentemente se concentram em variantes relacionadas a doenças graves que não costumam ser presentes em estudos de doenças comuns.
Outro recurso valioso é o ClinVar, um banco de dados público onde variantes genéticas são submetidas por laboratórios. Ele coleta informações sobre a importância dessas variantes e as doenças que elas podem causar. No entanto, como muitas das submissões são voluntárias, existe o risco de que algumas informações possam estar desatualizadas ou imprecisas. Isso destaca a necessidade de uma interpretação cuidadosa dos dados.
Foco em Variantes de Perda de Função
Um tipo específico de alteração genética, chamado variantes de perda de função (LoF), é particularmente interessante. Essas variantes geralmente resultam em uma perda significativa da função da proteína. Em muitos casos, se um indivíduo tem uma verdadeira variante LoF em um gene que precisa de ambas as cópias pra funcionar corretamente, essa pessoa é esperada ter a doença associada.
Em um estudo, os pesquisadores desenvolveram uma maneira de avaliar melhor essas variantes pra reduzir as chances de classificações erradas. Eles criaram um conjunto de regras pra avaliar cada variante LoF, verificando modificações locais, relevância biológica e possíveis erros. Esse método ajuda a esclarecer se essas variantes realmente causam doenças.
Os pesquisadores descobriram que muitas variantes LoF encontradas em indivíduos saudáveis podem não ter um impacto sério na saúde devido a vários fatores. Enquanto a maioria das variantes patogênicas nos bancos de dados genéticos está provavelmente ligada a doenças raras, algumas variantes podem ser inofensivas se fizerem parte de um cenário genético mais complexo.
Analisando Variantes do ClinVar no gnomAD
Pra entender como as variantes listadas no ClinVar aparecem no banco de dados gnomAD, os pesquisadores analisaram mais de dois milhões de variantes únicas. Eles descobriram que cerca de 73% dessas variantes estavam presentes em pelo menos um indivíduo no gnomAD. No entanto, variantes classificadas como patogênicas ou provavelmente patogênicas eram menos comuns em comparação com variantes benignas ou incertas.
Entre as variantes encontradas no gnomAD, muitas das variantes patogênicas eram de tipos mais graves, sugerindo que poderiam ter um impacto mais significativo na saúde. Por exemplo, a maioria das variantes potencialmente patogênicas tinha frequências muito baixas na população.
O tamanho do banco de dados gnomAD aumentou significativamente ao longo dos anos, o que permitiu uma melhor representação das variantes do ClinVar. Os pesquisadores notaram que, à medida que mais dados são coletados, fica mais fácil identificar e classificar variantes raras, especialmente ao analisar seus impactos na saúde.
Explorando Modificadores Genéticos e Penetrância Incompleta
A pesquisa também se concentrou em saber se certas variantes podem explicar sintomas de doenças que foram perdidos. Ao examinar variantes em indivíduos que carregam variantes patogênicas conhecidas, os cientistas buscaram modificadores próximos que poderiam mudar os efeitos da variante principal.
Um caso envolveu uma variante em um gene conhecido como GJB2, que está ligado a uma condição genética severa. Os pesquisadores descobriram que indivíduos com uma variante patogênica específica também tinham outra alteração que poderia reduzir seu impacto. A combinação dessas variantes parecia diminuir a gravidade da condição, destacando como a genética pode interagir de maneiras inesperadas. Isso foi particularmente notado em indivíduos do grupo de ancestralidade do Leste Asiático, sugerindo que o background genético pode influenciar os resultados de saúde.
Altas Taxas de Resgate Entre Variantes Patogênicas
Os pesquisadores investigaram variantes de perda de função em genes que causam doenças graves de início precoce. Eles encontraram um grande número dessas variantes na população, muitas das quais eram muito raras. A equipe fez avaliações detalhadas dessas variantes com base em critérios estabelecidos, descobrindo que muitas poderiam ser explicadas como não causadoras de doenças devido a características específicas das variantes ou do contexto genético ao redor.
Eles descobriram que a maioria das variantes pLoF que estudaram poderia ser categorizada como benignas ou improváveis de causar doenças. Isso levanta questões sobre como interpretamos o risco genético em indivíduos que parecem saudáveis mesmo portando essas variantes.
O Papel do Splicing Alternativo e Variantes Não Codificantes
Além de explorar como variantes próximas podem modificar a patogenicidade, os pesquisadores também analisaram como o splicing alternativo pode ter um papel na penetrância incompleta. Eles encontraram várias instâncias onde o splicing alternativo de uma região gênica poderia levar a diagnósticos perdidos.
Um exemplo específico envolveu variantes no gene MEF2C, onde certas mudanças previstas para afetar o splicing foram encontradas como comuns. Ao analisar as variantes, os pesquisadores sugeriram que alterações no splicing poderiam ser um fator do por que alguns indivíduos com variantes prejudiciais ainda pareciam saudáveis.
Conclusão
Os achados dessa pesquisa fornecem insights importantes sobre como variantes genéticas podem, às vezes, não levar a resultados de saúde esperados. Ao examinar de perto tanto o contexto genético quanto os possíveis modificadores, os pesquisadores podem entender melhor as complexidades por trás da penetrância incompleta.
Esforços contínuos pra coletar dados genéticos de populações diversas, junto com avaliações detalhadas de variantes, ajudarão a esclarecer os mecanismos que contribuem para as disparidades de saúde. Isso vai melhorar nossa capacidade de interpretar informações genéticas com precisão e oferecer orientações melhores em ambientes clínicos. Entender essas nuances vai, em última análise, levar a intervenções de saúde mais eficazes e abordagens de medicina personalizada.
À medida que esse campo continua a evoluir, vai continuar sendo crucial garantir que as avaliações de risco genético não sejam excessivamente simplistas ou mal interpretadas. Ao reconhecer o potencial de fatores modificadores e a complexidade das interações genéticas, os profissionais de saúde estarão mais bem preparados pra tomar decisões informadas sobre o cuidado dos pacientes. Através de pesquisas contínuas e coleta de dados, podemos esperar avançar nossa compreensão da saúde genética e suas implicações para populações diversas.
Título: Exploring penetrance of clinically relevant variants in over 800,000 humans from the Genome Aggregation Database
Resumo: Incomplete penetrance, or absence of disease phenotype in an individual with a disease-associated variant, is a major challenge in variant interpretation. Studying individuals with apparent incomplete penetrance can shed light on underlying drivers of altered phenotype penetrance. Here, we investigate clinically relevant variants from ClinVar in 807,162 individuals from the Genome Aggregation Database (gnomAD), demonstrating improved representation in gnomAD version 4. We then conduct a comprehensive case-by-case assessment of 734 predicted loss of function variants (pLoF) in 77 genes associated with severe, early-onset, highly penetrant haploinsufficient disease. We identified explanations for the presumed lack of disease manifestation in 701 of the variants (95%). Individuals with unexplained lack of disease manifestation in this set of disorders rarely occur, underscoring the need and power of deep case-by-case assessment presented here to minimize false assignments of disease risk, particularly in unaffected individuals with higher rates of secondary properties that result in rescue.
Autores: Sanna Gudmundsson, M. Singer-Berk, S. L. Stenton, J. K. Goodrich, M. W. Wilson, J. Einson, N. A. Watts, Genome Aggregation Database Consortium, T. Lappalainen, H. L. Rehm, D. G. MacArthur, A. O'Donnell-Luria
Última atualização: 2024-06-13 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.593113
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.593113.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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