Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), no campus de Botucatu, desenvolveram dois softwares de código aberto que ampliam a capacidade de análise genética em estudos sobre o sistema imunológico humano. As ferramentas, chamadas “hla-mapper” e “kir-mapper”, foram criadas para superar limitações no sequenciamento de genes ligados às moléculas HLA e aos receptores KIR, considerados essenciais para o funcionamento das defesas naturais do organismo.

Os programas são resultado de quase uma década de pesquisas conduzidas no Laboratório de Genética Molecular e Bioinformática da Faculdade de Medicina da Unesp. As soluções permitem processar grandes volumes de dados genéticos com maior precisão e podem contribuir para avanços em áreas como imunogenética, transplantes, doenças infecciosas, câncer e medicina personalizada.

A iniciativa busca reduzir uma das principais dificuldades enfrentadas pelos pesquisadores da área: a elevada semelhança entre as sequências de DNA dos genes responsáveis pela produção das moléculas HLA e dos receptores KIR. Embora apresentem pequenas diferenças, essas variações determinam respostas imunológicas distintas entre indivíduos e exigem elevado poder computacional para serem identificadas.

Genética e resposta imunológica

As moléculas HLA e os receptores KIR atuam em conjunto com os linfócitos T e as células natural killers (NK) na identificação e eliminação de células infectadas ou alteradas. A diversidade genética dessas estruturas é resultado da evolução do sistema imunológico e permite que diferentes pessoas respondam de forma distinta à presença de vírus, bactérias e outros agentes infecciosos.

Essa variabilidade genética também influencia diretamente a compatibilidade entre doadores e receptores de órgãos e medula óssea. Quanto maior a compatibilidade entre as moléculas HLA, menores são as chances de rejeição após o transplante, tornando a caracterização precisa desses genes um fator estratégico para a medicina.

Erick da Cruz Castelli, biólogo e docente da Faculdade de Medicina da Unesp, explicou em nota que “a sequência de DNA desses genes é muito parecida, apesar das diferenças que promovem essa diversidade na resposta imunológica. Por conta dessa diferença, hoje, as técnicas que temos para conseguir analisar e sequenciar esse DNA exigem uma atividade computacional intensa“.

Plataforma aberta para pesquisa

O desenvolvimento do software começou em 2018 como alternativa aos kits comerciais utilizados na análise dos genes HLA e foi disponibilizado gratuitamente em código aberto. A ferramenta foi construída a partir de uma série de projetos de doutorado orientados por Castelli e pode ser executada em computadores com sistema operacional Linux. Em aplicações com grandes volumes de dados, o processamento pode ser realizado em servidores compatíveis, ampliando sua utilização em centros de pesquisa.

A versão mais recente do programa já é utilizada em projetos científicos desenvolvidos na própria Unesp, além de instituições como Universidade de São Paulo (USP), Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Universidade Federal do Pará (UFPA) e Hospital Sírio-Libanês.

A experiência adquirida durante a criação do “hla-mapper” deu origem ao ‘kir-mapper”, voltado especificamente ao estudo dos genes responsáveis pelos receptores KIR. “Os dois softwares possuem uma base muito parecida, foram integralmente produzidos na Unesp, mas possuem focos diferentes. Enquanto um se dedica à análise dos genes produtores das moléculas HLA, o outro está focado nos genes que produzem os receptores KIR”, contou Castelli. O “kir-mapper” também foi desenvolvido em código aberto, possui acesso gratuito e suporta o processamento simultâneo de milhares de amostras.