A maioria das doenças raras tem uma causa genética. A alteração genética subjacente pode ser encontrada cada vez mais facilmente, por exemplo, por meio do sequenciamento de exoma (ES), levando a um diagnóstico genético molecular. O ES é um exame de todas as seções do nosso material genético (DNA) que codificam proteínas. Como parte de um estudo multicêntrico em toda a Alemanha, dados de ES foram coletados de 1.577 pacientes e avaliados sistematicamente.
Isso possibilitou o diagnóstico de um total de 499 pacientes, com 34 pacientes apresentando novas doenças genéticas anteriormente desconhecidas. Além disso, pela primeira vez, um software baseado no uso de inteligência artificial (IA) foi amplamente utilizado para apoiar o diagnóstico clínico.
O sistema de IA "GestaltMatcher" auxiliou na avaliação de características faciais com relação à classificação de síndromes genéticas congênitas. Os resultados do estudo, no qual 16 universidades participaram, foram publicados na Nature Genetics.
Doenças ultra-raras requerem tanto uma expertise clínica multidisciplinar quanto diagnósticos genéticos abrangentes para um atendimento ideal. O projeto de inovação do fundo TRANSLATE NAMSE de três anos começou no final de 2017 com o objetivo de melhorar o atendimento aos afetados por meio de conceitos modernos de diagnóstico.
Pesquisadores de 16 hospitais universitários analisaram os dados de ES de 1.577 pacientes, incluindo 1.309 crianças, que foram apresentados em centros de doenças raras. O objetivo do projeto era encontrar a causa da doença em tantos pacientes quanto possível, usando métodos de exame inovadores.
Uma causa genética da doença rara foi identificada em 499 pacientes, dos quais 425 eram crianças. No total, os pesquisadores encontraram alterações em 370 genes diferentes.
"Estamos particularmente orgulhosos da descoberta de 34 novas doenças moleculares, o que é um excelente exemplo de atendimento ao paciente gerador de conhecimento em hospitais universitários," disse a Dra. Theresa Brunet, uma das principais autoras do Instituto de Genética Humana do Klinikum rechts der Isar da Universidade Técnica de Munique.
O que acontece a seguir com os casos não resolvidos?
"Examinaremos os pacientes afetados para os quais ainda não conseguimos encontrar um diagnóstico como parte do projeto modelo de Sequenciamento de Genoma, ou MVGenomSeq para abreviar," disse o Dr. Tobias Haack, Diretor Adjunto do Instituto de Genética Médica e Genômica Aplicada do Hospital Universitário de Tübingen.
O MVGenomSeq baseiou-se no sucesso do projeto TRANSLATE NAMSE e permitiu a análise de genomas clínicos em hospitais universitários em toda a Alemanha. Casos não resolvidos também podem ser investigados em estudos de acompanhamento usando novos métodos de exame, como o sequenciamento de leitura longa, que permite analisar fragmentos de DNA muito mais longos.
"O sequenciamento de leitura longa nos permite encontrar alterações genéticas que são difíceis de detectar e assumimos que seremos capazes de fazer mais diagnósticos usando esse método," diz a Dra. Nadja Ehmke, Chefe de Diagnósticos de Genoma no Instituto de Genética Médica e Genética Humana da Charité e uma das últimas autoras.
Como parte do projeto TRANSLATE NAMSE, procedimentos padronizados para diagnósticos genéticos ampliados em casos suspeitos de doenças raras também foram estabelecidos nos centros de doenças raras participantes, baseados em conferências de casos interdisciplinares. Estes foram incorporados ao atendimento padrão após a conclusão do projeto.
"As conferências de casos interdisciplinares desempenham um papel importante para os afetados. Isso permite uma caracterização clínica abrangente, que é relevante para a avaliação baseada no fenótipo dos dados genéticos. Além disso, as variantes detectadas podem ser discutidas em um contexto interdisciplinar," disse a Dra. Magdalena Danyel, uma das primeiras autoras, que trabalha como especialista no Instituto de Genética Médica e Genética Humana e é bolsista do Programa Cientista Clínico do Instituto de Saúde de Berlim (BIH) na Charité—Universitätsmedizin.
Doenças genéticas raras às vezes podem ser reconhecidas pelo rosto
Os pesquisadores também investigaram se o uso suplementar de ferramentas de aprendizado de máquina e inteligência artificial (IA) melhora a eficácia e a eficiência do diagnóstico.
Para isso, o software "GestaltMatcher" desenvolvido por pesquisadores em Bonn, que usa análise facial assistida por computador para apoiar a pessoa no diagnóstico de doenças raras, foi testado em larga escala pela primeira vez.
O estudo usou os dados de sequência e imagem de 224 pessoas que também consentiram com a análise assistida por computador de suas imagens faciais, e foi demonstrado que a tecnologia apoiada por IA proporciona um benefício clínico.
A IA GestaltMatcher pode reconhecer anomalias no rosto e associá-las a doenças específicas. Uma questão importante ao avaliar dados genéticos é: O fenótipo corresponde ao genótipo? A IA pode fornecer suporte aqui.
"GestaltMatcher é como um parecer especializado que podemos fornecer a qualquer profissional médico em questão de segundos. O diagnóstico precoce é essencial para os afetados por doenças raras e suas famílias. O uso do software por pediatras já pode ser útil em caso de anomalias durante o rastreamento U7 aos 21 a 24 meses ou U7a aos 34 a 36 meses," diz o autor correspondente Prof. Peter Krawitz, Diretor do Instituto de Estatísticas Genômicas e Bioinformática (IGSB) no Hospital Universitário de Bonn (UKB), onde a IA GestaltMatcher está sendo desenvolvida.