Histórico: Apenas metade dos indivíduos com suspeita de doenças raras recebem um diagnóstico genético após o teste genômico. Um diagnóstico genético permite o acesso a cuidados adequados, restaura a confiança reprodutiva e reduz o número de intervenções potencialmente desnecessárias. Uma grande barreira é a falta de testes funcionais agnósticos de doenças adequados para implementação em diagnósticos de rotina que possam fornecer evidências que apóiem a patogenicidade de novas variantes, especialmente aquelas refratárias ao sequenciamento de RNA.
Métodos: Com foco na doença mitocondrial, descrevemos um pipeline proteômico não direcionado baseado em espectrometria de massa que pode quantificar proteínas codificadas por > 50% dos genes da doença de Mendel e > 80% dos genes da doença mitocondrial conhecidos em amostras clínicas especialmente relevantes, incluindo periferias de células mononucleares do sangue (PBMCs). No total, traçamos o perfil de mais de 90 indivíduos, incluindo indivíduos não diagnosticados com suspeita de doença mitocondrial e uma coorte de apoio de controles de doenças que abrigam variantes patogênicas em genes nucleares e mitocondriais. Os dados proteômicos foram comparados com a enzimologia da cadeia respiratória credenciada por patologia para avaliar o desempenho da proteômica como um teste funcional. O teste proteômico foi posteriormente aplicado a indivíduos com suspeita de doença mitocondrial, incluindo um bebê gravemente doente, com o objetivo de uma interpretação rápida de variantes identificadas no sequenciamento ultrarrápido do genoma.
Resultados: O teste proteômico forneceu evidências para apoiar a patogenicidade variante em 83% dos indivíduos em uma coorte com doença mitocondrial confirmada, superando a enzimologia clínica da cadeia respiratória. Ferramentas e critérios de bioinformática disponíveis gratuitamente desenvolvidos para este estudo (https://rdms.app/) permitem que a disfunção mitocondrial seja identificada em dados proteômicos com alta confiança. A aplicação da proteômica a indivíduos não diagnosticados levou a 6 diagnósticos adicionais, incluindo um distúrbio da fenocópia mitocondrial, destacando a natureza agnóstica da proteômica. O uso de PBMCs como tipo de amostra permitiu o rápido retorno de dados proteômicos que suportam a patogenicidade de novas variantes identificadas por meio de sequenciamento ultrarrápido do genoma em apenas 54 h.
Conclusões: Este estudo fornece uma estrutura para apoiar a integração de texto único teste proteômico não direcionado no diagnóstico de rotina prática para o diagnóstico de doenças mitocondriais e potencialmente outras doenças genéticas raras em cronogramas clinicamente acionáveis, oferecendo uma mudança de paradigma para a validação funcional de variantes genéticas.
Palavras-chave: Diagnóstico genético; Doença de Mendel; Proteômica; Sequenciamento ultrarrápido do genoma; Priorização de variantes.
