Análise de dados de sequenciamento de DNA livre de célula para inferência da fração de DNA fetal no plasma materno

Resumo

Anomalias cromossômicas correspondem a cerca de 6% dos casos de anomalias congênitas, sendo as aneuploidias as mais comumente encontradas. Dentre as aneuploidias autossômicas, as mais prevalentes são as síndromes de Down (Trissomia do 21), Edwards (Trissomia do 18) e Patau (Trissomia do 13). Atualmente, o diagnostico dessas doenças é realizado através do cariótipo ou FISH de material genético do feto obtido através de procedimentos invasivos, os quais representam diversos riscos, dentre eles o risco de perda fetal. A descoberta de DNA fetal livre de células (cffDNA) na circulação materna permitiu diversas pesquisas com foco em diagnóstico pré-natal não invasivo através da detecção de cffDNA no plasma materno. Isso já é realizado para algumas situações, como sexagem fetal e fator Rh, e mais recentemente, detecção de aneuploidias. Porém, a detecção de doenças monogênicas ainda está em estado inicial. A descoberta do DNA livre de células fetal (cell free fetal DNA - cffDNA) na circulação maternal permitiu diversos estudos com foco em diagnostico pré-natal através da detecção não invasiva do cffDNA no plasma materno, a qual é realizada atualmente para algumas características, como sexagem fetal, determinação do fator Rh e, mais recentemente, detecção de aneuploidia. No entanto, a uso de cffDNA para o diagnóstico de doenças monogênicas está em seu estágio inicial. Uma das maiores limitações para detectar com sucesso o cffDNA é a sensibilidade do método, que pode ser superada com o uso do sequenciamento de nova geração com ferramentas de bioinformática. O objetivo do presente trabalho é implementar um teste de detecção de doenças genéticas fetais utilizando essas abordagens. Para as trissomias, serão testados os cromossomos 21 e 18, e para doença monogênica, distrofia muscular de Duchenne. Para isso, serão utilizadas sondas para detecção de loci polimórficos e não-polimórficos para estimativa de trissomia e fração de cffDNA. A detecçãoo de trissomias será realizada através de contagem de reads de sequenciamento de loci não-polimórficos nos cromossomos de interesse, enquanto para a determinação da fração de cffDNA presente no plasma materno serão utilizados SNPs informativos para a população brasileira ao longo de autossomos que não os cromossomos de interesse. A fração de cffDNA é um fator importante para a detecção correta de trissomia, visto que o aumento das reads dos cromossomos de interesse é proporcional à fração de cffDNA presente na amostra. Para a correta estimativa de cffDNA, uma prova de conceita será realizada utilizando dados de sequenciamento com alta cobertura de amostras geradas in silico com diferentes frações fetais. Para o nosso grupo, um dos desafios desse projeto é a análise bioinformática, que deve permitir uma discriminação apropriada do cffDNA, que está presente em poucas cópias, dentre o DNA materno. Dessa forma, a proposta do presente projeto BEPE é utilizar SNPs detectados nos dados de sequenciamento targeted para a estimativa de fração de cffDNA incorporando um modelo estatístico.