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Atlas
Genómico
Como é feito

Da sua saliva às letras do seu DNA

Entre uma amostra de saliva e uma lista de letras há quatro etapas. São estas.

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O percurso completo, em texto

1 · Da saliva ao DNA pronto para ler

  1. A amostra é saliva ou mucosa bucal. Saliva em um tubo com solução estabilizadora, ou um swab da mucosa jugal. Não requer punção venosa nem jejum: a coleta na sede leva alguns minutos, e também é possível retirar o kit e fazer a coleta mais tarde.
  2. As células do epitélio bucal fornecem o DNA. O epitélio da mucosa se renova de forma contínua e suas células descamadas ficam na saliva, junto com os leucócitos presentes nela. Ambas as populações conservam o núcleo e, com ele, o genoma completo.
  3. O DNA genômico é isolado. As células são lisadas —a membrana se rompe e o conteúdo é liberado— e o DNA é separado das demais macromoléculas: proteínas, lipídios, RNA e a flora bacteriana da boca. Resta uma solução de DNA genômico purificado.
  4. O material é amplificado. A quantidade de DNA obtida não é suficiente para o ensaio, então ele é amplificado por replicação isotérmica. A sequência não é modificada: o processo copia, não edita nem corrige.
  5. É fragmentado enzimaticamente. Um cromossomo íntegro não pode hibridar sobre a superfície do chip. A fragmentação enzimática o reduz a segmentos que difundem livremente até encontrar sua sonda complementar.

2 · Um chip do tamanho de uma lâmina de microscópio

  1. Um vidro com 24 seções. Do tamanho de uma lâmina de microscópio. Em cada corrida cabem 24 amostras; a sua ocupa uma seção.
  2. Milhões de poços. A superfície não é lisa: está gravada com poços separados por menos de seis mícrons. Em um milímetro quadrado cabem cerca de 30.000.
  3. Uma microesfera de sílica em cada poço. Cada microesfera carrega centenas de milhares de cópias do mesmo oligonucleotídeo. A redundância é o que torna o sinal mensurável: uma única molécula não dá fluorescência detectável.
  4. Cada tipo de microesfera interroga uma posição. O oligonucleotídeo que reveste cada tipo de microesfera é complementar a uma única posição do genoma. Daí decorre todo o resto: o chip mede unicamente o que suas sondas interrogam.
  5. A montagem é aleatória, e por isso precisa ser decodificada. Elas se automontam por forças de Van der Waals, de modo que nem a ordem nem a quantidade estão definidas de antemão. Por isso cada chip é decodificado NA FÁBRICA, hibridando contra uma etiqueta de 22 a 24 nucleotídeos que identifica cada microesfera: quando sua amostra chega, o mapa já existe.
  6. Cada posição, mais de trinta vezes. Como a distribuição é aleatória, cada sonda acaba repetida em mais de trinta poços diferentes: são 19.620.810 medições para 654.027 posições. O valor que chega ao seu laudo é a média, e as medições que se afastam do restante são descartadas.

3 · De um fragmento solto a um ponto de cor

  1. As letras se pareiam sempre igual. A com T, C com G. Não é uma convenção: é como as moléculas se encaixam.
  2. Cada fragmento encontra seu lugar sozinho. Nada os guia. São despejados sobre o chip, movem-se ao acaso e colidem com sondas até topar com a complementar; se não coincide, se soltam e seguem. Por isso o poço onde um ficou ligado já diz de que posição do genoma ele veio.
  3. Uma só base, e ela vem marcada. A sonda termina logo antes da posição de interesse, e para ali. Uma enzima a alonga em exatamente uma base: a complementar da que você tem, que serve de molde. Essa base chega marcada.
  4. Duas marcas, não quatro. A e T compartilham uma marca, C e G a outra. Depois a lâmina é corada: cada marca assume uma cor diferente, e o poço termina aceso com a cor da versão que você tem.

4 · De cores a genótipos

  1. O cabeçote fotografa a lâmina. Um laser ilumina o chip por trechos e uma câmera registra a fluorescência de cada poço. O equipamento não devolve letras: devolve uma imagem com um ponto de cor por poço, e convertê-la em genótipos é um trabalho à parte.
  2. Cada ponto são dois números. Quanto brilha uma versão e quanto brilha a outra. Com esses dois valores, a posição é situada em um plano.
  3. Três nuvens se formam sozinhas. Ninguém as desenha. Com duas versões possíveis há exatamente três combinações, e elas se separam por si mesmas.
  4. Sua letra é a nuvem em que você cai. Duas vezes a mesma versão, duas vezes a outra, ou uma de cada. Isso é um genótipo.
  5. E se cair entre duas nuvens. É descartado em vez de adivinhado. É preferível declarar que não foi possível ler a colocar uma letra que talvez não seja a sua.
  6. E daí, para o seu laudo. Cada letra lida é cruzada com os catálogos clínicos e sai como um resultado com seu nível de evidência declarado. O que não pôde ser lido é nomeado em vez de omitido: um laudo honesto também diz o que não sabe.
Os limites

O que esta tecnologia não pode fazer

Entender como o chip funciona explica de onde vêm seus limites. Não são letra miúda: são consequência direta de o exame perguntar por uma lista de posições em vez de ler tudo.

Encontra, mas não descarta

Se uma variante conhecida tem sua sonda no chip, o exame vai vê-la. Se a variante é rara, ou é privada da sua família, não há sonda que pergunte por ela e o resultado sai negativo do mesmo jeito. Por isso um negativo diminui a probabilidade, mas não a leva a zero.

Lê letras, não conta cópias

O chip diz qual letra há em cada posição, não quantas cópias de um gene você tem. As condições que dependem disso —e algumas importantes dependem— ficam fora do seu alcance, e o laudo as nomeia em vez de omiti-las.

Não é um sequenciamento

Sequenciar é ler o genoma letra por letra, sem decidir de antemão o que olhar. Um microarray pergunta por uma lista fixa de posições. É muito mais econômico e mais rápido, e essa é a razão de existir; também é a razão de seus limites.

Genética do zero

O que é o DNA, o que se herda, o que significa realmente um risco e o que a ancestralidade pode dizer. Nove capítulos com figuras que você pode tocar.

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O laudo completo com dados fictícios: exatamente o que você vai receber, seção por seção.

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