SEQUENCIAMENTO DE GENOMAS TUMORAIS

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1 SEQUENCIAMENTO DE GENOMAS TUMORAIS

2 INTRODUÇÃO Década de 70: Maxam Gilbert e Sanger Década de 80; Sequenciadores automáticos Aplicações: Biologia, Ecologia, Medicina, Genômica e Biotecnologia Capítulo: Sequenciamento de genomas Projetos de estudo do genoma tumoral e a sua importância

3 OS SEQUENCIAMENTO DE GENOMAS Primeiro genoma sequenciado nucleotídeos

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5 Duração de 13 anos genes 3.7 milhões de SNPs

6 Objetivo do sequenciamento de genomas tumorais: Isolar e sequenciar o DNA genômico tumoral Alterações somáticas: substituições de bases, inserções ou deleções de segmentos de DNA, rearranjos, mudança no número de cópias, introdução de sequências exógenas e mudanças epigenéticas Classificadas em: driver mutations : conferem vantagens no crescimento celular e estão localizadas em cancer genes passenger mutations : não contribuem no crescimento tumoral Melhor compreensão dos mecanismos genéticos envolvidos na oncogênese e que podem auxiliar no diagnóstico, tratamento e prevenção do câncer

7 International Cancer Genome Consortium Descrição das mudanças genômicas, de transcriptomas e epigenéticas em 50 tipos diferentes de tumores de importância clínica. Até o momento > 35 projetos envolvidos > 51 projetos envolvidos

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9 The Cancer Genome Atlas Tecidos tumorais removidos e amostras normais do paciente. Vários tipos de câncer selecionados para sequenciamento: sistema nervoso central, mama, gastrointestinal, ginecológico, cabeça e pescoço, hematológicos, torácicos e urológicos.

10 The Genome Institute of Washington University Responsável por 25% do sequenciamento do genoma humano. Em 2008 foi o primeiro instituto a sequenciar o genoma completo do câncer de um paciente uma mulher com leucemia relacionando a doença com causas genéticas.

11 Wellcome Trust Sanger Institute Possui um dos maiores centros de sequenciamento do mundo, contribuindo com quase 1/3 da sequência do genoma humano (9 cromossomos). Em torno de 457 genes já foram associados a diferentes tipos de câncer. Mais de mutações já foram identificadas.

12 Ludwig Institute for Cancer Research Colaboração entre: Instituto Ludwig de Pesquisas sobre o Câncer, a FAPESP e 29 laboratórios de São Paulo. Enfoque principal: tumores de cabeça e pescoço, cólon, mama e estômago. ESTs - Expressed Sequence Tags

13 1º GENOMA TUMORAL SEQUENCIADO Analisaram o genoma da LMA de um único paciente e compararam com o genoma normal do mesmo paciente. Sequenciamento realizado no sequenciador Illumina Genome Analyzer e validação das mutações somáticas no sequenciador Roche/454. Concluíram 10 mutações somáticas não-sinônimas foram identificadas especificamente no genoma do tumor do paciente

14 CÂNCER DE PULMÃO Desregulação da mitocôndria Sequenciamento Analisaram mutações de uma somáticas linhagem no celular genoma de mitocondrial câncer de de pulmão 70 pacientes (SCLC - NCI-H209) com câncer para de estudar pulmão > as genoma mutações tumoral associadas x genoma ao fumo normal. do tabaco As taxas substituições de mutação no somáticas câncer de adquiridas; pulmão 100 Transversões x maior do mais que comuns em células - G>T/C>A. normais. Identificação Duplicação em de tandem 532 mutações dos exons somáticas: 3 a 8 do 2 CHD7 mutações e outras nas duas posições linhagens 8701 celulares e > com 86% fusão dos dos casos genes e associação PVT1 CHD7 com tabagismo. importância no câncer de pulmão. Agentes mutagênicos > maioria das mutações > cels que se tornariam cancerosas iriam adquirir 1 mutação a cada 15 cigarros.

15 CÂNCER DE PRÓSTATA Sequenciamento do genoma completo de 7 tumores de próstata e de amostras normais dos pacientes. Média de mutações somáticas putativas e uma média de 20 mutações não sinônimas em genes codificantes por tumor Rearranjos cromossômicos > eventos críticos iniciais no câncer de próstata.

16 CÂNCER DE MAMA 93% dos casos de câncer de mama estudados apresentavam 1 ou mais mutações. Sequenciamento 45 mutações somáticas do genoma foram total encontradas, de tumores sendo de 9 50 previamente pacientes com descritas câncer e 26 de novas. mama comparando-os 155 polimorfismos, com o DNA sendo de células 35% nasaudáveis sequência da mesma D-loop paciente. e 65% nas regiões codificantes do genoma Mais de 1700 mitocondrial. mutações em tumores, sendo a maioria únicas do indivíduo. Comparar Em 2007, pacientes outro grupo com câncer encontrou que respondem uma menor bemfreqüência ao tratamento de mutações com aqueles noque genoma não respondem. mitocondrial, identificando 2 mutações somáticas importantes no câncer de mama. 2 mutações mais comuns nos pacientes com câncer: mutação PIK3CAis (40% dos casos); mutação gene TP53 (20% dos casos)

17 CÂNCER COLORRETAL Determinação Caracterizaçãodade sequência 6 regiões de mais do genoma de mitocondrial genes em 11de tumores 40 pacientes colorretais com e também câncer em colorretal. 11 cânceres de mama comparando-os com amostras normais. 921 Índice mutações de mutações somáticas no no câncer colorretal de mamafoi e 751 de mutações 25%, sendo somáticas que umnoamplo câncernúmero colorretal. de Freqüência mutações foi dedetectado mutaçõesnas no câncer sequências colorretal D-loop. foi de 6.2 mutações por Mb e 5.5 no câncer de mama. Alta frequência de mutações no gene ND1. 90 substituições de aminoácidos que estavam ausentes nas células normais. 189 eram genes CAN mutados (candidate cancer genes - 122: colorretal e 69: mama).

18 CÂNCER GÁSTRICO Adenocarcinoma de Estômago 111 Genes mutados: TP53, CDH1, KRAS... Analisou o genoma mitocondrial de 31 amostras de câncer gástrico e suas respectivas amostras normais. Identificação de 8 mutações somáticas na região codificante do DNA mitocondrial > 4 mutações na região evolutivamente conservada. Na região D-loop foram encontradas mutações em 16 das 31 amostras analisada. Ainda, 20 pacientes apresentavam mutações somáticas em todo o DNA mitocondrial do tecido tumoral.

19 CONCLUSÃO: GENOMAS TUMORAIS E O FUTURO Importante aplicação clínica no câncer como biomarcadores no diagnóstico, prognóstico, tratamento e resistência a drogas

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23 PROJETOS DE SEQUENCIAMENTO DE GENOMAS TUMORAIS International Cancer Genome Consortium The Cancer Genome Atlas The Genome Institute of Washington University Wellcome Trust Sanger Institute Ludwig Institute for Cancer Research

24 Só que não... ainda!