A conclusão do rascunho do genoma humano inaugurou uma nova era na pesquisa em neurociência, fornecendo ferramentas para investigar doenças cerebrais de etiologia desconhecida e isolar novos alvos de medicamentos para esses distúrbios. O Projeto Genoma Humano levou à criação de bancos de dados contendo vasta quantidade de dados de sequência genética e o isolamento de milhares de sequências de cDNA parciais representando genes anteriormente desconhecidos. Essas informações, juntamente com o desenvolvimento de novas tecnologias para analisar a expressão gênica, permitem agora que os cientistas analisem a expressão de milhares de genes simultaneamente, fornecendo meios poderosos para investigar doenças cerebrais e descobrir novos alvos de medicamentos. (Shilling & Kelsoe, 2002)
A próxima era da genômica envolve a elucidação da função de milhares de genes recém-descobertos. A genômica funcional descreve estudos direcionados a esse processo de determinar a função dos genes e como o genoma trabalha em conjunto para gerar padrões completos de função biológica. Essas metodologias servem para complementar as técnicas tradicionais que se limitam ao estudo de vários genes por vez (Northern blotting, proteção contra RNase, reação em cadeia da polimerase de transcrição reversa (RT-PCR) e hibridização in situ) e incluem microarrays de DNA, PCR de exibição diferencial, análise serial de expressão gênica (SAGE), análise de expressão gênica total (TOGA) e mutagênese química de camundongos. Os microarrays de DNA são as mais poderosas das técnicas que abordam questões globais de genômica funcional, permitindo a análise da expressão de milhares de genes em um único experimento, facilitando assim o estudo de padrões globais de genes que são afetados em conjunto por doenças específicas e tratamentos medicamentosos. (Shilling & Kelsoe, 2002)
O Cérebro e Seus Desafios:
O cérebro é o órgão mais complexo do corpo humano e um dos que apresenta maior diversidade na expressão gênica, com a expressão de milhares de genes que são exclusivos ou altamente enriquecidos no cérebro. O cérebro regula tarefas complexas envolvidas na cognição, emoção, memória, integração de informações sensoriais e coordenação motora. Perturbações nessas funções são a base de muitas doenças cerebrais. Tais tarefas complexas mediadas pelo SNC utilizam múltiplas regiões cerebrais e sistemas bioquímicos. Para entender as alterações nos programas genéticos que resultam em expressão gênica e função proteica alteradas, é necessário utilizar tecnologias que possam abordar múltiplas mudanças na expressão gênica em várias regiões do cérebro simultaneamente. (Shilling & Kelsoe, 2002)
Microarrays de DNA e a Revolução na Pesquisa:
Os microarrays de DNA têm sido usados para investigar a expressão diferencial regional de genes neurais em genomas de camundongos e humanos. Além disso, o uso de abordagens de genômica funcional pode levar a novos métodos de diagnóstico de doenças. Padrões de expressão gênica que estão associados a uma doença específica podem ser usados como marcadores diagnósticos para a doença. Esse tipo de análise seria especialmente útil para o diagnóstico de transtornos psiquiátricos como esquizofrenia e transtorno bipolar, que não possuem marcadores biológicos e são diagnosticados com base no fenótipo comportamental. Existem dois tipos principais de microarrays de DNA: microarrays de oligonucleotídeos e microarrays baseados em cDNA. (Shilling & Kelsoe, 2002)
Conclusão:
A conclusão do rascunho da sequência do genoma humano e o recente desenvolvimento de tecnologias que permitem a análise da expressão de milhares de genes simultaneamente no cérebro revolucionaram nossa capacidade de abordar os mecanismos subjacentes aos transtornos cerebrais humanos. Anteriormente, os estudos de expressão gênica eram limitados à análise de uma ou duas mudanças na expressão gênica. Agora, as mudanças globais na expressão gênica podem ser investigadas e os atributos funcionais comuns das alterações gênicas podem ser identificados nas doenças cerebrais humanas. (Shilling & Kelsoe, 2002)
Referência:
Shilling, P. D., & Kelsoe, J. R. (2002). Functional genomics approaches to understanding brain disorders. Pharmacogenomics, 3(1), 31-45.
