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Dos Fundamentos dos Testes Genéticos à Análise de Variantes Cromossômicas nas Doenças Raras

Um Breve Resumo Da História Dos Testes Genéticos


Os testes genéticos são ferramentas poderosas, capazes de decifrar as nuances do DNA humano. Esses exames revelam as variantes genéticas de cada indivíduo, ao analisar informações específicas sobre as características dos organismos através do seu DNA. Existem diferentes tipos de testes genéticos com propósitos específicos, como diagnóstico, triagem e identificação humana. Este breve resumo explora alguns momentos-chave da Revolução Genética, destacando algumas descobertas que moldaram e impulsionam a medicina:


1. A Síndrome de Down e os Testes Genéticos (1866):

JOHN LAGDON DOWN, MÉDICO BRITÂNCIO QUE PRIMEIRO OBSERVOU A SÍNDROME DE DOWN.


A Síndrome de Down foi descrita pela primeira vez pelo médico britânico John Langdon Down. Ele fez essa observação em 1866 em um artigo publicado na revista "Lancet". Desde então, avanços significativos foram feitos na compreensão genética da síndrome, incluindo a identificação da trissomia do cromossomo 21 como a causa da Síndrome de Down. A descoberta e a identificação inicial da síndrome por John Langdon Down, em 1866, não estão diretamente relacionadas ao início dos testes genéticos modernos. Mas a história da Síndrome de Down é relevante para a trajetória dos testes genéticos porque, ao longo do tempo, a busca por informações sobre a trissomia do cromossomo 21 impulsionou a pesquisa e o desenvolvimento de métodos de diagnósticos mais avançados.


2. Um Gene, Uma Proteína e o Funcionamento das Células (1941):

À ESQUERDA GEORGE BEADLE E À DIREITA EDWARD TATUM.


Em 1941, George Beadle e Edward Tatum realizaram pesquisas inovadoras sobre o fungo do pão “Neurospora crassa", durante as quais identificaram uma relação direta entre genes específicos e enzimas. Esse trabalho pioneiro contribuiu para a formulação da hipótese "um gene, uma enzima", que posteriormente foi modificada para "um gene, uma proteína", já que nem todas as proteínas são enzimas. Essa ideia fundamental abriu caminho para o entendimento de que informações genéticas são responsáveis pela produção de proteínas e, consequentemente, pelo funcionamento adequado das células.


3. A Descoberta da Dupla Hélice (1953):

DA ESQUERDA PARA DIREITA: JAMES WATSON, FRANCIS CRICK, MAURICE WILKINS E ROSALIND FRANKLIN.

Em 1953, James Watson e Francis Crick desvendaram a estrutura da dupla hélice do DNA, uma descoberta marcante na biologia molecular. Baseando-se nos dados de difração de raios-X de Rosalind Franklin e Maurice Wilkins, propuseram um modelo em espiral composto por duas cadeias de nucleotídeos conectadas por pares de bases específicas. Esse emparelhamento explicou a estabilidade da estrutura e forneceu insights sobre a replicação do DNA. A descoberta foi essencial para compreender a hereditariedade e lançou as bases para avanços subsequentes na biologia molecular.



4. Desenvolvimento do Teste de Cariótipo (1956):

FRIEDRICH MIESCHER, QUÍMICO E BIÓLOGO ALEMÃO.


A técnica de visualização de ácidos nucleicos por meio de coloração não foi descoberta por uma única pessoa, sendo resultado de contribuições de vários cientistas ao longo do tempo. Mas uma técnica notável foi a coloração de ácido desoxirribonucleico (DNA) pelo químico e biólogo alemão Friedrich Miescher em 1869. Ele isolou pela primeira vez o DNA de células brancas do pus e o chamou de "nucleína". Essa descoberta inicial contribuiu para a identificação do material genético, embora Miescher não tenha compreendido totalmente a importância do DNA na transmissão de características hereditárias.


À ESQUERDA ALBERT LEVAN E À DIREITA JOE HIN TJIO.


Posteriormente, em 1956, a técnica de visualização de ácidos nucléicos e a descoberta da dupla hélice, contribuíram para que os pesquisadores Joe Hin Tjio e Albert Levan descobrissem que os seres humanos possuem 46 cromossomos, 23 herdados do pai e 23 da mãe. O resultado obtido por Tjio e Levan fez com que o primeiro teste genético fosse desenvolvido: a cariotipagem. O teste de cariótipo é uma técnica laboratorial que envolve a análise visual dos cromossomos de uma célula, geralmente realizada durante a divisão celular, quando os cromossomos estão mais condensados e visíveis. O objetivo principal do cariótipo é examinar o número, tamanho e forma dos cromossomos de um indivíduo para detectar possíveis trissomias, monossomias, rearranjos estruturais, entre outros.


5. O Sequenciamento de Sanger (1977):

FREDERICK SANGER, BIOQUÍMICO BRITÂNCIO.


O próximo passo na evolução dos testes genéticos foi a “leitura” do DNA, material genético que forma os cromossomos e que é constituído por uma grande sequência das letras A, T, C e G. A primeira técnica capaz de ler, ou fazer o sequenciamento do DNA, foi o Método de Sanger. Em 1977, Frederick Sanger, um bioquímico britânico, estava explorando abordagens para sequenciar o DNA. Sanger apresentou uma técnica inovadora, que baseava-se na síntese de cadeias de DNA marcadas com dideoxinucleotídeos, variantes modificadas de nucleotídeos. Essas cadeias cresciam por meio da adição de nucleotídeos normais e ocasionalmente incorporavam os dideoxinucleotídeos, interrompendo a elongação da cadeia. O processo resultava em fragmentos de DNA marcados com diferentes comprimentos, cada um representando uma posição específica da sequência original. Os fragmentos eram então separados por eletroforese em gel e detectados por autoradiografia. A leitura dos fragmentos, da menor para a maior distância percorrida, fornecia a sequência de nucleotídeos original. Esse método, conhecido como sequenciamento de Sanger, revelou-se eficiente, preciso e fundamental para os avanços subsequentes na genética molecular. A técnica revolucionou a genômica, pois permitiu a análise de sequências de DNA de maneira mais acessível e auxiliou uma compreensão mais profunda da biologia molecular.


6. Os Testes de DNA e Suas Aplicações (1985):

GENETICISTA ALEC JEFFREYS.


O geneticista Alec Jeffreys, em 1985, na Universidade de Leicester, descobriu que cada indivíduo tem seu próprio e único material genético, essa descoberta veio através de estudos de certas regiões do cromossomo denominadas “minissatélites”, ele os nomeou de DNA fingersprint. Com isso, ele desenvolveu um processo de identificação por análise de DNA, que destacou-se pela notável precisão no reconhecimento de um indivíduo, originando o popular teste de paternidade. Além dos usos em medicina e genética clínica, o processo de identificação por DNA se transformou em uma ferramenta essencial na resolução de crimes, fornecendo evidências incontestáveis para a identificação de suspeitos. A técnica usada pela primeira vez em 1986 para solucionar um caso de assassinato e redefiniu os padrões na investigação forense ao estabelecer novos parâmetros para confiabilidade e precisão na identificação pessoal.


7. O Teste CGH Array E As Doenças Raras (1990):

DA ESQUERDA PARA DIREITA: CHARLES LEE, STEPHEN W. SCHERER E AS ETAPAS DO TESTE CGH ARRAY.


O teste CGH Array, ou Array de Hibridização Genômica Comparativa, foi desenvolvido por Stephen W. Scherer, Charles Lee e outros pesquisadores na década de 1990. A técnica de CGH Array é uma técnica molecular que permite a detecção de ganhos e perdas de material genético em todo o genoma, sendo especialmente útil para identificar alterações cromossômicas em larga escala. A técnica utiliza microarranjos (arrays) de DNA para comparar amostras de DNA de teste e referência, possibilitando a identificação de variações no número de cópias de segmentos genômicos. A CGH Array tornou-se uma ferramenta valiosa em pesquisas genéticas e diagnósticos de doenças genéticas, permitindo uma análise abrangente do genoma em termos de variações estruturais. Essa técnica é aplicada em diversos contextos, como diagnóstico pré-natal, investigação de distúrbios genéticos, compreensão das bases moleculares de doenças e pesquisa em genética das doenças raras. Ela oferece uma resolução submicroscópica que permite a detecção de alterações que podem passar despercebidas por métodos convencionais, como o cariótipo. Com isso, o CGH Array desempenha um importante papel no diagnóstico das doenças raras, pois fornece uma visão aprofundada da complexidade genética subjacente às condições pouco comuns.


8. Projeto Genoma Humano (1990-2003):

DA ESQUERDA PARA DIREITA: ROBERT SINSHEIMER, JAMES D. WATSON E O PROJETO GENOMA HUMANO.


O Projeto Genoma Humano, iniciado em 1990, foi concebido como uma iniciativa global com o objetivo ambicioso de sequenciar todo o genoma humano. A ideia do projeto foi proposta pelo cientista e médico James D. Watson, um dos co-descobridores da estrutura do DNA, e pelo geneticista norte-americano Robert Sinsheimer. O impulso para a realização do projeto derivou, em grande parte, dos avanços tecnológicos nas técnicas de sequenciamento genético e da convicção de que a decifração completa do genoma humano teria implicações profundas para a compreensão da hereditariedade, desenvolvimento de doenças e potencialmente para o avanço da medicina. O projeto contou com financiamento de agências governamentais, como os Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH) e a Fundação Wellcome do Reino Unido, e envolveu colaborações internacionais entre cientistas de diversos países. Além do objetivo principal de sequenciar o genoma humano, o Projeto Genoma Humano também buscou desenvolver tecnologias de sequenciamento mais eficientes e reduzir os custos associados. A conclusão bem-sucedida do projeto em 2003, determinou as sequências dos 3,1 bilhões de bases químicas que compõem o DNA humano, proporcionando uma compreensão abrangente do nosso código genético e abrindo caminho para avanços significativos em pesquisas relacionadas à genética e medicina.


9. Sequenciamento de Nova Geração (NGS), (após 2003):

ETAPAS PARA A REALIZAÇÃO DO SEQUENCIAMENTO DE NOVA GERAÇÃO.


O Sequenciamento de Nova Geração (NGS), surgiu no final do Projeto Genoma Humano e foi desenvolvido como resposta à necessidade de superar as limitações do método de Sanger ao aprimorar a eficiência do sequenciamento genético. O NGS é uma tecnologia avançada que possibilitou a leitura do genoma de maneira mais rápida e eficiente. O funcionamento do NGS é baseado na capacidade de sequenciar simultaneamente milhões de fragmentos de DNA. Diferentemente do método de Sanger, que sequenciava um único fragmento por vez, o NGS utiliza plataformas de sequenciamento paralelo. Em geral, o processo envolve a fragmentação do DNA em pequenos pedaços, a amplificação desses fragmentos e sua subsequente leitura por meio de técnicas como a síntese por sequenciamento em fluxo ou sequenciamento por síntese. Essa tecnologia transformou a genômica, tornando o sequenciamento genético mais acessível e capaz de lidar com projetos de grande escala, consolidando sua importância nas pesquisas científicas e na prática clínica.



À medida que revisitamos a trajetória da história dos testes genéticos, fica evidente como cada pequena descoberta impulsionou avanços notáveis. Desde a observação da Síndrome de Down até a sofisticada tecnologia do Sequenciamento de Nova Geração, o percurso é marcado por uma busca incansável pelo entendimento genômico. A evolução dos testes genéticos, além de revolucionar a medicina com diagnósticos mais precisos, tornou-se muito importante na esfera legislativa. Destaca-se ainda o impacto desses avanços na compreensão e no diagnóstico das doenças raras, proporcionando uma abordagem mais abrangente e personalizada para essas condições. Nesse contexto, a narrativa continua, apontando para promissoras inovações na medicina.



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