Mapeamento Óptico do Genoma: Um Novo Olhar sobre Variantes Genômicas Estruturais em Transtornos de Neurodesenvolvimento com ou sem Anomalias Congênitas

• Processo: 24/07932-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Acordo de Cooperação: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Carla Rosenberg
• Beneficiário: Carla Rosenberg
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Ana Cristina Victorino Krepischi ; Débora Romeo Bertola
• Assunto(s): Biotecnologia Doenças raras Transtornos do neurodesenvolvimento Citogenômica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anomalias congênitas | biotecnologia | doenças raras | genomic structural variants | Mapeamento Óptico do Genoma | transtornos do neurodesenvolvimento | Citogenômica

Resumo

Existem mais de 7.000 doenças raras, aproximadamente 80% das quais têm etiologia genética. Embora individualmente raras, tais doenças coletivamente são responsáveis por 35% das mortes no primeiro ano de vida. No entanto, o diagnóstico genético-molecular é obtido em menos de 50% dos casos. Variantes estruturais (structural variants - SV) são frequentes no genoma humano, resultando em diversidade fenotípica e sendo uma das principais causas de doenças genéticas. Sua detecção é desafiadora e no Brasil ainda depende majoritariamente das técnicas citogenéticas convencionais, como o cariótipo e a análise cromossômica baseada em microarranjos (CMA). Embora o sequenciamento de genoma permita a detecção de todos os tipos de variantes, a detecção de SVs baseada em moléculas curtas (short reads) de DNA é inadequada e o sequenciamento de moléculas longas (~20-25 kb - long reads) tem custo ainda muito elevado, além dos desafios computacionais. O mapeamento óptico do genoma (optical genome mapping - OGM) é uma biotecnologia inovadora e eficiente para identificação em larga escala de SVs equilibradas e não equilibradas; emprega moléculas de DNA de peso molecular muito alto (> 150 kb), e se baseia em captura de imagens posteriormente digitalizadas que representam códigos de barra ópticos, dados utilizados na geração de mapas genômicos. Os estudos publicados com a utilização de OGM para investigação de alterações constitutivas são ainda escassos. O objetivo principal deste projeto é decifrar a estrutura genômica e o respectivo impacto em fenótipos de SVs, em pesquisa e diagnóstico pós-natal na área de transtornos de neurodesenvolvimento com ou sem anomalias congênitas. A tecnologia OGM (Bionano Saphyr® System) será utilizada em combinação com sequenciamento e métodos citogenéticos em dois eixos principais: (a) SVs de novo equilibradas ou complexas: detalhamento de variantes estruturais previamente identificadas, com potencial resolução clínica e investigação de mecanismos de origem a partir da identificação de pontos de quebra; (b) estudo de casos idiopáticos: como ferramenta complementar em casos com etiologia genética não elucidada. Como resultado, o trabalho levará à identificação de novas variantes patogênicas em genes conhecidos ou em novos genes candidatos para os diversos fenótipos, assim como entendimento de mecanismos de formação das SVs. Casos selecionados terão a investigação aprofundada pelo sequenciamento de genoma e análise de transcriptoma. Os resultados irão ampliar o conhecimento acerca da contribuição de SVs na elucidação etiológica das alterações de neurodesenvolvimento e anomalias congênitas, possibilitando a resolução da estrutura de variantes genéticas por OGM e avaliação de seu impacto no fenótipo. Demonstramos recentemente a utilidade do uso combinado de metodologias, incluindo OGM, no estudo de um rearranjo complexo segregando em 5 gerações de uma família com defeito cardíaco congênito. (AU)