Navegando no MARRVEL, uma ferramenta Web que integra informações da genômica humana e genética de organismos modelo

O uso da tecnologia de sequenciamento de próxima geração está se expandindo tanto na pesquisa quanto nos laboratórios genéticos clínicos¹. Todo-exome (WES) e as análises de sequenciamento do inteiro-genoma (WGS) revelam as variações raras numerosas do significado desconhecido (VUS) em genes doença-causando conhecidos assim como Variants nos genes que são ainda ser associados com uma doença de Mendelian (GUS: genes de incerto significativo). Apresentado com uma lista de genes e de variants em um relatório clínico da seqüência, os geneticistas médicos devem manualmente visitar recursos em linha múltiplos para obter mais informação para avaliar que variação pode ser responsável para um determinado phenotype visto no paciente do interesse . Esse processo consome muito tempo, e sua eficácia é altamente dependente da expertise do indivíduo. Embora vários artigos de diretriz tenham sido publicados^2,3, a interpretação de Wes e WGS requer Curação^{manual, uma}vez que ainda há uma metodologia padronizada para análise de variantes. Para a interpretação de VUS, o conhecimento na relação previamente relatada do genótipo-phenotype, na modalidade da herança, e nas freqüências do alelo na população geral torna-se valioso. Além disso, o conhecimento sobre se a variante afeta um domínio protéico crítico, ou um resíduo evolutivamente conservado pode aumentar ou diminuir a probabilidade de patogenicidade. Para reunir todas essas informações, um normalmente precisa navegar através de 10-20 bases de dados de organismos humanos e modelo, uma vez que a informação é dispersa através da World Wide Web.

Da mesma forma, os cientistas do organismo modelo que trabalham em genes e caminhos específicos estão frequentemente interessados em conectar seus achados a mecanismos de doenças humanas e desejam aproveitar o conhecimento que está sendo gerado no campo da genômica humana. No entanto, devido à rápida expansão e evolução dos conjuntos de dados referentes ao genoma humano, tem sido desafiador identificar bancos de dados que forneçam informações úteis. Além disso, uma vez que a maioria dos bancos de dados de organismos modelo são projetados para pesquisadores que trabalham com o organismo específico em uma base diária, é muito difícil, por exemplo, para um pesquisador de mouse para procurar informações específicas em um banco de dados de Drosophila e vice versa. Semelhante às pesquisas de interpretação variante realizadas por geneticistas médicos, a identificação de informações úteis sobre o organismo humano e outro modelo é demorada e fortemente dependente do fundo do pesquisador de organismos modelo. MARRVEL (organismo modelo recursos agregados para exploração variante rara)⁴ é uma ferramenta projetada para ambos os grupos de usuários para agilizar seu fluxo de trabalho.

MARRVEL (http://marrvel.org) foi projetado como um motor de busca centralizado que recolhe dados sistematicamente de forma eficiente e consistente para os médicos e pesquisadores. Com informações de 20 ou mais bancos de dados disponíveis publicamente, este programa permite aos usuários coletar rapidamente informações e acessar um grande número de bancos de dados de organismos humanos e modelo sem pesquisas reiterativas. As páginas de resultados de pesquisa também contêm hiperlinks para as fontes originais de informações, permitindo que os indivíduos acessem os dados brutos e coletem informações adicionais fornecidas pelas fontes.

Em contraste com muitas das ferramentas de priorização de variantes que exigem grande entrada de dados de sequenciamento na forma de arquivos VCF ou BAM e instalações de software frequentemente proprietário/comercial, MARRVEL opera em qualquer navegador Web. Ele pode ser usado sem nenhum custo e compatível com dispositivos portáteis (por exemplo, smartphones, tablets), desde que um esteja conectado à Internet. Nós escolhemos este formato, uma vez que muitos médicos e pesquisadores normalmente precisam procurar um ou alguns genes e variantes de cada vez. Observe que estamos desenvolvendo recursos de download em lote e API (interface de programação de aplicativos) para marrvel para eventualmente permitir que os usuários cura centenas de genes e variantes de cada vez através de ferramentas de consulta personalizadas, se necessário.

Devido à ampla gama de aplicações, neste protocolo, vamos descrever uma abordagem abrangente sobre como navegar através de diferentes conjuntos de dados que MARRVEL exibe. Exemplos mais direcionados que são adaptados para necessidades específicas dos usuários serão descritos na seção resultados representativos. É importante notar que a saída de MARRVEL ainda requer um certo nível de conhecimento de fundo em genética humana ou organismos modelo para extrair informações valiosas. Remetemos os leitores para a tabela que lista os artigos primários que descrevem a função de cada um dos bancos de dados originais que são curadoria de MARRVEL (tabela 1). O seguinte protocolo é dividido em três seções: (1) como começar uma busca, (2) como interpretar MARRVEL saídas genéticas humanas, e (3) como fazer uso de dados do modelo de organismo em MARRVEL. Na seção resultados representativos, abordagens mais focalizadas e específicas são descritas. MARRVEL está sendo atualizado ativamente, por favor consulte a página de FAQ do site atual para obter detalhes sobre fontes de dados. Recomendamos vivamente que os utilizadores da MARRVEL se inscrevamos para receber notificações de atualização através do formulário de envio de e-mail na parte inferior da página inicial do MARRVEL.