Genômica 101 (Câncer)

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A Genômica estuda o projeto completo do DNA das células: variantes de sequência, alterações no número de cópias e rearranjos estruturais. Na oncologia, ela impulsiona o diagnóstico, a terapia direcionada e o monitoramento da resistência.

O Fluxo de Dados Genômicos (Pipelines)

Na bioinformática oncológica, a biologia se transforma em strings e matrizes através de um pipeline padronizado:

1. Sequenciamento Bruto (.fastq): O sequenciador (ex: Illumina) cospe milhões de pequenas "leituras" (reads) de DNA, compostas pelas letras A, C, T, G e uma pontuação de qualidade para cada letra (PHRED score).
2. Alinhamento (.bam ou .sam): Um software (como BWA-MEM) pega essas leituras curtas e tenta encaixá-las no Genoma de Referência Humano (GRCh38). O arquivo BAM é essencialmente uma planilha massiva dizendo onde cada leitura se alinhou no cromossomo e com qual margem de erro.
3. Chamada de Variantes (.vcf ou .maf): Softwares como GATK Mutect2 ou Strelka comparam o BAM do tumor do paciente com o BAM do sangue normal do paciente (Tumor-Normal Paired). Eles geram um VCF contendo apenas as "mutações" encontradas no tumor. O MAF (Mutation Annotation Format) é uma versão tabular do VCF, mais fácil para cientistas de dados manipularem em R ou Python.

Métricas Chave para Engenheiros de Dados

• Profundidade de Cobertura (Coverage): Quantas vezes uma mesma região do DNA foi lida. Uma cobertura de 30x é padrão para sangue, mas tumores precisam de 500x a 1000x de cobertura porque o tecido tumoral é uma mistura de células normais e cancerígenas.
• Fração Alélica Variante (VAF): Se uma mutação tem VAF de 10%, significa que de 100 leituras (reads) naquela exata posição do genoma, 10 continham a mutação e 90 estavam normais.

Biomarcadores Genômicos Complexos (Assinaturas)

Além de procurar por uma mutação específica (ex: BRAF V600E), a genômica computacional moderna calcula assinaturas pan-tumorais:

• TMB (Tumor Mutational Burden): Uma contagem total de quantas mutações existem por megabase de DNA no tumor. Tumores com TMB "Alto" (ex: > 10 mut/Mb) têm tantas proteínas alteradas que o sistema imune consegue percebê-las, tornando o paciente um ótimo candidato para Imunoterapia.
• HRD (Homologous Recombination Deficiency): Em vez de procurar mutações pontuais, mede "cicatrizes" no genoma inteiro (grandes pedaços de cromossomos deletados ou duplicados). Um HRD alto indica que o tumor perdeu a capacidade de consertar quebras duplas de DNA, sendo vulnerável a Inibidores de PARP (Letalidade Sintética).

Modos de Ensaio Comuns

Modo	Escopo Computacional	Uso Clínico Típico
Targeted panel	Avalia de 50 a 500 genes. Gera arquivos BAM pequenos (gigabytes).	Padrão ouro na clínica hoje (ex: FoundationOne CDx). Foco em genes acionáveis com drogas aprovadas.
Whole-exome (WES)	Sequencia os ~20.000 genes codificadores de proteína (2% do genoma). Requer ~20-50GB por paciente.	Usado em pesquisa e para cálculo preciso de TMB.
Whole-genome (WGS)	Sequencia todos os 3 bilhões de pares de base. Requer >100GB por paciente.	Encontra variantes estruturais grandes, drivers não-codificantes e fusões que painéis perdem.
ctDNA (Liquid Biopsy)	Sequenciamento ultra-profundo do DNA tumoral que flutua no sangue.	Monitoramento de resistência a drogas e doença residual mínima sem biópsia física.

Dos arquivos para interpretação

Combine esta visão geral com o guia de fluxo de trabalho Do FASTQ às variantes e padrões de acesso de dados em Data & APIs.

Veja também

• Transcriptomics 101 · Epigenomics 101
• Multi‑omics integration · Omics hub