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Genômica 101 (Câncer) ​

Em revisão científica

Esta página introdutória serve para orientação educacional. Não use este conteúdo para interpretar um paciente ou tomar decisão clínica.

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 leituras informativas cobrem uma posição. Não existe um limiar universal para “sangue” ou “tumor”: a cobertura necessária depende do ensaio, pureza tumoral, fração alélica que se deseja detectar, qualidade da amostra e validação do pipeline. Relate também uniformidade, regiões sem cobertura, duplicação e qualidade de mapeamento.
  • 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): estimativa normalizada da quantidade de mutações somáticas por megabase analisada. O corte de 10 mut/Mb pertence a uma indicação regulatória específica de pembrolizumabe, determinada por teste autorizado e dentro de critérios clínicos definidos; não é uma definição universal de “TMB alto” para todo ensaio ou tumor. TMB isolado não garante resposta à imunoterapia.
  • HRD (Homologous Recombination Deficiency): pode combinar alterações gênicas e “cicatrizes” genômicas associadas a defeitos de recombinação homóloga. O resultado e sua relação com inibidores de PARP dependem do teste, do tipo tumoral, da indicação e da evidência regulatória; um escore alto não é interpretação terapêutica automática.

Fontes: [1], [2], [3].

Modos de Ensaio Comuns ​

ModoEscopo ComputacionalUso Clínico Típico
Targeted panelAvalia um conjunto predefinido de genes; tamanho, cobertura e classes de variante variam por ensaio.Comum em fluxos clínicos específicos, sempre limitado ao conteúdo e à validação do teste.
Whole-exome (WES)Enriquece principalmente regiões codificadoras; volume e cobertura dependem do protocolo.Muito usado em pesquisa e em alguns fluxos de diagnóstico molecular; perde regiões não capturadas e parte dos eventos estruturais.
Whole-genome (WGS)Amostra regiões codificadoras e não codificadoras sem captura dirigida; o volume depende da plataforma e da profundidade.Amplia a investigação de variantes estruturais e regiões não codificadoras, com custo analítico e de armazenamento maior.
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 FASTQ a variantes e os padrões de acesso em Dados e APIs.

Veja também ​

Referências ​

  1. FDA. FDA approves pembrolizumab for adults and children with TMB-H solid tumors. 2020. https://www.fda.gov/drugs/drug-approvals-and-databases/fda-approves-pembrolizumab-adults-and-children-tmb-h-solid-tumors
  2. National Cancer Institute. Biomarker Testing for Cancer Treatment. https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types/biomarker-testing-cancer-treatment
  3. Koboldt DC. Best practices for variant calling in clinical sequencing. Genome Medicine. 2020;12:91. PMID 33106175. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33106175/
  4. Menzel M, Martis-Thiele M, Goldschmid H, et al. Benchmarking whole exome sequencing in the German network for personalized medicine. European Journal of Cancer. 2024;211:114306. PMID 39293347. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39293347/
  5. NCI Genomic Data Commons. DNA-Seq: Whole Exome and Targeted Sequencing Analysis Pipeline. https://docs.gdc.cancer.gov/Data/Bioinformatics_Pipelines/DNA_Seq_Variant_Calling_Pipeline/

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