Quais exames são feitos na biologia molecular?

Biologia molecular é o termo utilizado quando analisamos as moléculas que estão dentro de nossas células, como o DNA, o RNA, ou as proteínas. As técnicas de biologia molecular são muito utilizadas na pesquisa científica. Porém, a importância destas técnicas em laboratórios clínicos, no contexto de diagnóstico e acompanhamento de pacientes, é mais recente, especialmente considerando as análises de DNA.

Uma das aplicações da análise de DNA num contexto que não o de pesquisa, que ganhou bastante fama na nossa sociedade, é o teste de identificação humana. Este teste consiste em analisar o DNA de um indivíduo e comparar com alguma amostra de interesse, para saber se a amostra provém daquele indivíduo. Este teste é utilizado na genética forense, para investigação criminal, ou para identificação de corpos. O mesmo tipo de exame é feito no teste de paternidade, no qual o DNA de um suposto pai é comparado com o DNA do suposto filho, ou filha.

Além dessa aplicação, a análise de DNA vem ganhando importância em diversas áreas, como no câncer, nas doenças genéticas, nas doenças infecciosas e até na reprodução humana assistida. Assim, cada vez mais podemos encontrar laboratórios de análises clínicas que possuem um setor de biologia molecular, ou laboratórios especializados em exames que envolvem biologia molecular.

Este crescimento já era evidente nos últimos anos, especialmente com o advento das técnicas de sequenciamento de nova geração (NGS, do inglês next generation sequencing). Estas técnicas impulsionaram as possibilidades de análises genéticas, especialmente para pacientes de câncer e pacientes de doenças causadas por mutações gênicas. Apenas na região de Curitiba, vários laboratórios especializados em biologia molecular foram inaugurados nos últimos anos. Para pacientes de câncer, os testes moleculares podem significar o direcionamento mais adequado da terapia, aumentando as chances de recuperação. Para pacientes de doenças genéticas, muitas vezes o teste molecular é a única forma de confirmar o diagnóstico.

Além de câncer e doenças genéticas, outra área muito importante neste contexto são as doenças infecciosas. Muitos testes moleculares para detecção de patógenos, como vírus e bactérias, já vinham sendo utilizados. Com a chegada do novo coronavírus, SARS-CoV-2, e a pandemia de COVID-19, ficou evidente a importância da biologia molecular neste contexto, já que o teste padrão-ouro para a detecção deste vírus é um teste de biologia molecular.

Além dos testes para COVID-19, exames que detectem vírus causadores de infecções respiratórias com certeza ganharão importância num futuro próximo. Com exames de biologia molecular, é possível testar simultaneamente para a presença de muitos vírus e bactérias que causam infecções respiratórias. A detecção do agente nestas infecções é primordial para a correta conduta de tratamento e de isolamento do paciente. Outra vantagem dos testes moleculares é que eles muitas vezes apresentam uma resposta mais rápida em relação a outros métodos. Por exemplo, para identificação de bactérias, geralmente é feita a cultura da mesma, o que pode levar dias. Para testes moleculares, é possível se ter a detecção em horas, dependendo da técnica utilizada e do fluxo do laboratório.

Considerando a ampla aplicação dos testes moleculares no contexto clínico, a demanda por profissionais capacitados para atuar nesta área vem crescendo e tende a aumentar cada vez mais. Por isso, o UniBrasil oferece uma pós-graduação em Diagnóstico Laboratorial por Biologia Molecular. Nesta pós, os profissionais têm aulas teóricas e práticas sobre as diversas aplicações clínicas da biologia molecular, com professores que atuam na área!

A partir dos anos 1950, com a descoberta da estrutura do DNA (ácido desoxirribonucleico), surgiu uma nova ciência, a biologia molecular, que se revelou uma ferramenta útil no diagnóstico de doenças infecciosas. Nos últimos anos, ela vem se tornando mais conhecida dos pacientes e ganhando destaque nos laboratórios clínicos, sendo usada tanto para o diagnóstico quanto para a prevenção de doenças. Os exames realizados por biologia molecular funcionam basicamente pela amplificação do DNA do material a ser estudado, o que torna possível detectar quantidades mínimas de um vírus por meio da sua amplificação. Uma das suas grandes vantagens está em tornar os exames realizados por técnicas convencionais mais específicos.

“O uso dos testes moleculares no laboratório clínico tem revolucionado o diagnóstico. O sequenciamento de próxima ou nova geração (NGS – sigla em inglês para next-generation sequencing) e sua utilização no genoma humano, os aperfeiçoamentos da metodologia de PCR (polimerase chain reaction; em português, reação em cadeia da polimerase) e os refinamentos da espectrometria de massas trouxeram uma nova dimensão e inúmeras possibilidades para o diagnóstico clínico. A medicina de precisão, fruto das análises individualizadas que estas metodologias permitem, se tornou possível e tem contribuído para tratamentos personalizados e com melhores resultados para diversas patologias. Ainda estamos em um momento inicial desta nova fronteira diagnóstica, mas o futuro se mostra bastante promissor e com potencial disruptivo”, analisa Cláudio Pereira, diretor-geral do Cerba-LCA.

De forma geral, as técnicas moleculares são mais precisas, sensíveis e específicas, podendo resultar em valores preditivos positivos e valores preditivos negativos muito elevados, dependendo da prevalência das doenças pesquisadas na população estudada. Segundo Danielle Alves Gomes Zauli, da área de Pesquisa e Desenvolvimento do Grupo Hermes Pardini, os métodos convencionais de diagnóstico normalmente são laboriosos, exigindo uma estrutura laboratorial complexa e de difícil execução. Já as técnicas de biologia molecular apresentam algumas vantagens, tais como facilidade na execução, maior sensibilidade, especificidade e reprodutibilidade, menor tempo de execução, possibilidade de automação e menor prazo de marcação do resultado para o paciente.

Aplicações diversas

Segundo Pereira, os testes moleculares têm aplicações diversas. “Eles formam o core quando falamos de medicina preditiva, preventiva e personalizada/de precisão. A medicina curativa tradicional tem perdido espaço e os recursos têm sido direcionados para estas novas perspectivas da área médica. Os tratamentos genéricos e não individualizados têm sido substituídos pelos personalizados, e um grande facilitador disto são os testes de tipagem molecular. Doenças como o câncer, doenças infecciosas e doenças genéticas hereditárias têm sido o foco destes esforços”, explica.

O Cerba-LCA oferece uma grande extensão de testes baseados nas metodologias moleculares, desde aqueles com foco no diagnóstico de doenças infecciosas até desordens genéticas hereditárias e câncer. Dentre os testes mais novos, a oferta de biópsia líquida e a pesquisa de células tumorais circulantes para o diagnóstico a distância de neoplasias malignas tem se destacado.

Pereira conta que são ofertados mais de 4 mil testes moleculares que, em termos de volume, ainda são bem menos numerosos do que os testes de química clínica, mas em termos de receita, esta tem se mostrado significativa e crescente, o que justifica os altos valores investidos em equipamentos, instalações e formação de recursos humanos.

Já no laboratório Hermes Pardini, as técnicas de biologia molecular são utilizadas no setor de genética molecular, que oferece, em média, 300 tipos de exames diferentes que incluem, entre os mais solicitados, tipagem HLA, fator V da coagulação, carga viral de HIV, detecção de agentes causadores de DSTs e detecção de HPV por captura híbrida.

Também são oferecidos testes para detecção de agentes infecciosos como zika vírus, vírus chikungunya, vírus da dengue e para detecção de vírus raros como o vírus do Nilo Ocidental. “De acordo com a estratégia corporativa da empresa e seu caráter inovador e pioneiro na área de medicina diagnóstica, atualmente, encontra-se em fase final de desenvolvimento exames para detecção molecular de vírus que possam ser causas de possíveis epidemias no país, tais como os arbovírus Mayaro e Oropouche. Atualmente, o Hermes Pardini também oferece exames preditivos que envolvem as áreas de nutrigenética e ciência do esporte”, explica Danielle.

Outro laboratório, o DB – Diagnósticos do Brasil, também oferece uma gama variada de exames. Dos cerca de 25 mil testes realizados por mês, 75% são testes genéticos, principalmente exames de sexagem fetal, para investigação do sexo do bebê, e de intolerância à lactose, e 25% são exames para detecção de doenças infecciosas. Segundo Nelson Gaburo, gerente geral da unidade de Biologia Molecular, alguns dos exames, como os de intolerância à lactose, podem também ser realizados pelos métodos convencionais, mas com a biologia molecular eles se tornaram mais simples e rápidos. O mesmo acontece com o exame de sexagem fetal, onde a biologia molecular tem maior sensibilidade – com oito semanas de gestação já é possível distinguir o sexo do bebê – do que o exame de ultrassonografia, que precisa de 12 semanas para que a imagem possa ser vista com clareza.

“Os testes de biologia molecular oferecem maior sensibilidade e acessibilidade em qualquer momento em que a doença seja investigada. Porém, os exames convencionais não serão substituídos, pois cada um tem sua utilidade.” E ele cita como exemplos o hemograma e o exame de urina. “Caso um exame de rotina apresente alguma alteração, o passo seguinte é a realização de exames mais complexos. Aí sim podemos lançar mão da biologia molecular para uma investigação mais detalhada”, comenta Gaburo.

Capacitação profissional

Um laboratório de biologia molecular precisa ter uma estrutura que permita um perfeito fluxo de trabalho, com áreas dedicadas e separadas fisicamente. Como as técnicas são diferentes entre os exames de biologia molecular e os convencionais, os profissionais que atuam nesta área possuem mais frequentemente titulações acadêmicas e experiência em pesquisa básica e aplicada. O grande desafio é a aplicação de todo este conhecimento adquirido em anos de formação ao diagnóstico clínico. “A aplicação de quaisquer novas metodologias no laboratório exige um esforço adicional em adequação às boas práticas, atendimento às necessidades dos clientes e dos médicos prescritores, e cumprimento de prazos e outros requisitos demandados”, explica Pereira.

Para Gaburo, exige-se desse profissional maior capacitação e conhecimento técnico específico, pois são exames de alta complexidade com processos manuais de análises, diferentemente do que ocorre nos exames de análises clínicas convencionais, geralmente feitos em batelada. “Os exames que utilizam as técnicas de biologia molecular estão mais sujeitos a erro. Daí uma preocupação ainda maior com a capacitação profissional e com a qualidade de todo o processo. Todos os testes de biologia molecular passam por dupla conferência, sendo analisados por profissionais diferentes.” Segundo ele, ainda, a meta dos laboratórios que prestam serviços nessa área deve ser o desenvolvimento de uma política de qualidade que faça com que o número de erros tenda a zero e que os laudos emitidos sejam compreensíveis pelos profissionais que atuam junto ao paciente.

No Hermes Pardini, as equipes responsáveis pela realização dos testes moleculares são constantemente incentivadas a participar de cursos, workshops, congressos científicos nacionais e internacionais com apresentação de trabalhos desenvolvidos pelos próprios colaboradores.

Testes in house

Grande parte do foco de atenção nos últimos anos tem sido o surgimento e uso crescente dos LDTs (sigla em inglês para laboratory developed tests; em português, testes desenvolvidos em laboratório) ​​complexos baseados em tecnologias como reação em cadeia da polimerase (PCR), sequenciamento de próxima geração ou outras tecnologias complexas. Para gerar resultados de testes que não eram possíveis anteriormente, os LDTs ​​estão sendo desenvolvidos e usados ​​em muitas aplicações diferentes. Os maiores segmentos desse mercado estão em oncologia, distúrbios genéticos (herdados) e doenças infecciosas, mas estes testes podem ser desenvolvidos e usados ​​para praticamente todas as patologias.

Pereira, do Cerba-LCA, explica que os LDTs foram muito importantes no começo do desenvolvimento e aplicação da biologia molecular no laboratório clínico. “Atualmente, muitos dos testes passaram a ser oferecidos pelos grandes fornecedores do segmento. Ainda há espaço para os LDTs, em especial nos testes mais inovadores e de demanda mais baixa.”

Danielle, do Hermes Pardini, conta que laboratório possui um setor de pesquisa e desenvolvimento responsável pelo desenvolvimento de novos exames, incluindo as metodologias de LDTs.

Algumas das técnicas de biologia molecular mais comumente usadas são a eletroforese e a PCR. A eletroforese é um processo que separa moléculas como DNA ou proteínas de acordo com seu tamanho. Seu uso identifica determinadas moléculas ou fragmentos de moléculas. Já a PCR é um processo utilizado para amplificar quantidades muito pequenas de DNA. É usado como uma ferramenta básica na biologia molecular para assegurar que o DNA seja suficiente para realizar técnicas adicionais, como o diagnóstico de doenças infecciosas e genéticas.

Conheça alguns dos exames realizados pelos laboratórios:

– Painel cardiovascular: prevenção de doenças cardíacas;

– Painel nutrigenético: avalia variação genética e alimentação. Indicado para prevenção de doenças como obesidade, diabetes e hipertensão, entre outras;

– Avaliação genética do rendimento esportivo: usada para otimização dos treinamentos e melhora de rendimento;

– Intolerância à lactose;

– Intolerância ao glúten;

– Determinação do sexo do feto através do exame de sangue;

– Avaliação do feto através do sangue da mãe: oferece a possibilidade de pesquisar com antecedência alterações cromossômicas no bebê, como a síndrome de Down;

Quais são os exames de biologia molecular?

O que são exames de biologia molecular?

O que têm em um laboratório de biologia molecular?

Quais as principais técnicas de diagnóstico molecular?