Os avanços e desafios da bioinformática aplicada à saúde: uma revisão
DOI:
https://doi.org/10.48017/dj.v9i3.2910Palavras-chave:
Ferramentas computacionais, prática clínica, aplicaçãoResumo
O objetivo desta revisão foi discutir os avanços recentes e os desafios enfrentados na aplicação da bioinformática em problemas de saúde. Para tanto, foi conduzida uma revisão bibliográfica abrangente, visando explorar tópicos relevantes, como os fundamentos da bioinformática e seu impacto na esfera da saúde, as principais contribuições das abordagens ômicas (genômica, proteômica, transcriptômica, entre outras) para a compreensão da saúde, bem como o papel importante da bioinformática na pesquisa biomédica e na prática clínica. É importante ressaltar que a bioinformática, como um campo interdisciplinar que integra biologia, computação e informática, desempenha um papel cada vez mais fundamental na decifração de dados complexos associados à saúde humana. As informações e descobertas delineadas neste artigo enfatizam que a bioinformática continua a ser uma peça fundamental na melhoria da saúde e na evolução da medicina. Contudo, considerando a incessante evolução de tecnologias e ferramentas, é fundamental promover colaboração entre pesquisadores, profissionais da saúde e a indústria, a fim de estabelecer padrões e abordagens que permitam a utilização ética e eficaz desses dados na prática clínica. Essa cooperação é essencial para desenvolver sistemas robustos, garantir a segurança dos dados e padronizar métodos de análise, proporcionando benefícios significativos tanto para a saúde pública quanto para a individual.
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Referências
Al Kawam, A., Sen, A., Datta, A., & Dickey, N. (2018). Understanding the Bioinformatics Challenges of Integrating Genomics into Healthcare. IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 22(5), 1672–1683. https://doi.org/10.1109/JBHI.2017.2778263
Araújo, N.D., Farias, R.P., Pereira, P.B., Figueirêdo, F.M., Morais, A.M.B., Saldanha, L.C. & Gabriel, J.E.A. (2008). Era da Bioinformática: seu potencial e suas implicações para as ciências da saúde. Estudos de Biologia, v. 30, n. 70/72, 27:143-8.
Bertrand, D., Chng, K. R., Sherbaf, F. G., Kiesel, A., Chia, B. K. H., Sia, Y. Y., Huang, S. K., Hoon, D. S. B., Liu, E. T., Hillmer, A., & Nagarajan, N. (2015). Patient-specific driver gene prediction and risk assessment through integrated network analysis of cancer omics profiles. Nucleic Acids Research, 43(7), e44. https://doi.org/10.1093/nar/gku1393
Bulaklak, K., & Gersbach, C. A. (2020). The once and future gene therapy. Nature Communications, 11(1), Artigo 1. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19505-2
Cattley, S., & Arthur, J. W. (2007). BioManager: The use of a bioinformatics web application as a teaching tool in undergraduate bioinformatics training. Briefings in Bioinformatics, 8(6), 457–465. https://doi.org/10.1093/bib/bbm039
Espindola, F. S., Calábria, L. K., Rezende, A. A. A. de, Pereira, B. B., Santana, F. A., Amaral, I. M. R., Lobato, J., França, J. L., Mario, J. L., Figueiredo, L. B., Santos, L. P. dos, Gouveia, N. M. de, Nascimento, R., Teixeira, R. R., Reis, T. A. dos, & Araújo, T. G. de. (2010). Recursos de bioinformática aplicados às ciências ômicas como genômica, transcriptômica, proteômica, interatômica e metabolômica. Bioscience Journal, 26(3), Artigo 3.
Fernald, G. H., Capriotti, E., Daneshjou, R., Karczewski, K. J., & Altman, R. B. (2011). Bioinformatics challenges for personalized medicine. Bioinformatics (Oxford, England), 27(13), 1741–1748. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr295
Gauthier, J., Vincent, A. T., Charette, S. J., & Derome, N. (2019). A brief history of bioinformatics. Briefings in Bioinformatics, 20(6), 1981–1996. https://doi.org/10.1093/bib/bby063
Gómez-López, G., Dopazo, J., Cigudosa, J. C., Valencia, A., & Al-Shahrour, F. (2019). Precision medicine needs pioneering clinical bioinformaticians. Briefings in Bioinformatics, 20(3), 752–766. https://doi.org/10.1093/bib/bbx144
Guido, R. V. C., Andricopulo, A. D., & Oliva, G. (2010). Planejamento de fármacos, biotecnologia e química medicinal: Aplicações em doenças infecciosas. Estudos Avançados, 24, 81–98. https://doi.org/10.1590/S0103-40142010000300006
Haworth, A., Savage, H., & Lench, N. (2016). Chapter 4—Diagnostic Genomics and Clinical Bioinformatics. Em D. Kumar & S. Antonarakis (Orgs.), Medical and Health Genomics (p. 37–50). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-420196-5.00004-6
Hogeweg, P. (2011). The Roots of Bioinformatics in Theoretical Biology. PLOS Computational Biology, 7(3), e1002021. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1002021
James, P. (1997). Protein identification in the post-genome era: The rapid rise of proteomics. Quarterly Reviews of Biophysics, 30(4), 279–331. https://doi.org/10.1017/S0033583597003399
Júnior, L., & Carlos, L. (2021). A era da medicina de precisão e o impacto na enfermagem: Mudanças de paradigmas? Revista Brasileira de Enfermagem, 74, e740501. https://doi.org/10.1590/0034-7167.2021740501
Kanzi, A. M., San, J. E., Chimukangara, B., Wilkinson, E., Fish, M., Ramsuran, V., & de Oliveira, T. (2020). Next Generation Sequencing and Bioinformatics Analysis of Family Genetic Inheritance. Frontiers in Genetics, 11, 544162. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.544162
Khoury, G. A., Baliban, R. C., & Floudas, C. A. (2011). Proteome-wide post-translational modification statistics: Frequency analysis and curation of the swiss-prot database. Scientific Reports, 1(1), Artigo 1. https://doi.org/10.1038/srep00090
Li, Y., Huang, C., Ding, L., Li, Z., Pan, Y., & Gao, X. (2019). Deep learning in bioinformatics: Introduction, application, and perspective in big data era (arXiv:1903.00342). arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.1903.00342
Luscombe, N. M.; Greenbaum, D.; Gerstein, M. Review What is bioinformatics? An introduction and overview. Gene Expression, v. 40, n. 5, p. 83100, jan. 2001.
Merelli, I., Pérez-Sánchez, H., Gesing, S., & D’Agostino, D. (2014). Managing, analysing, and integrating big data in medical bioinformatics: Open problems and future perspectives. BioMed Research International, 2014, 134023. https://doi.org/10.1155/2014/134023
Mortazavi, A., Williams, B. A., McCue, K., Schaeffer, L., & Wold, B. (2008). Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq. Nature Methods, 5(7), Artigo 7. https://doi.org/10.1038/nmeth.1226
Mosa, K. A., Ismail, A., & Helmy, M. (2017). Omics and System Biology Approaches in Plant Stress Research. Em K. A. Mosa, A. Ismail, & M. Helmy (Orgs.), Plant Stress Tolerance: An Integrated Omics Approach (p. 21–34). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-59379-1_2
Mulder, N. J., Adebiyi, E., Adebiyi, M., Adeyemi, S., Ahmed, A., Ahmed, R., Akanle, B., Alibi, M., Armstrong, D. L., Aron, S., Ashano, E., Baichoo, S., Benkahla, A., Brown, D. K., Chimusa, E. R., Fadlelmola, F. M., Falola, D., Fatumo, S., Ghedira, K., … H3ABioNet Consortium, as members of the H3Africa Consortium. (2017). Development of Bioinformatics Infrastructure for Genomics Research. Global Heart, 12(2), 91–98. https://doi.org/10.1016/j.gheart.2017.01.005
Nicholson, J. K., Lindon, J. C., & Holmes, E. (1999). “Metabonomics”: Understanding the metabolic responses of living systems to pathophysiological stimuli via multivariate statistical analysis of biological NMR spectroscopic data. Xenobiotica, 29(11), 1181–1189. https://doi.org/10.1080/004982599238047
Orlov, Y. L., Anashkina, A. A., Klimontov, V. V., & Baranova, A. V. (2021). Medical Genetics, Genomics and Bioinformatics Aid in Understanding Molecular Mechanisms of Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences, 22(18), 9962. https://doi.org/10.3390/ijms22189962
Pantoja, R. E. de L., Monteiro, M. C. C., Nascimento, B. dos S., Mota, D. A. da, Balla, I. L., Rocha, I. M. da, Cruz, K. R. M., Fernandes, L. B., Gomes, M. P. de O. M., Espinheiro, R. de F., Araújo, S. A. N., Silva, S. F. da, & Gomes, M. F. (2022). A aplicação do mapeamento genético na identificação dos polimorfismos do câncer de mama e o direcionamento da terapia alvo. Research, Society and Development, 11(10), Artigo 10. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i10.32762
Raja, K., Patrick, M., Gao, Y., Madu, D., Yang, Y., & Tsoi, L. C. (2017). A Review of Recent Advancement in Integrating Omics Data with Literature Mining towards Biomedical Discoveries. International Journal of Genomics, 2017, e6213474. https://doi.org/10.1155/2017/6213474
Silva, R. A. dos S. Q., & Cavalcante, G. M. (2021). Potenciais alvos terapêuticos para Covid-19: Uma revisão integrativa. Jornal de Ciências da Saúde do Hospital Universitário da Universidade Federal do Piauí, 4(2), Artigo 2. https://doi.org/10.26694/jcshuufpi.v4i2.986
Soares, J. A., Borges, E. F., Terrinha, D. S., Carmo, V. L. do, Valle, P. D. R. do, Cruz, R. M. S., Oliveira, V. P. O. P., & Martins, A. A. S. (2023). Genoma Humano: 20 anos do sequenciamento que revolucionou a ciência. Brazilian Journal of Implantology and Health Sciences, 5(3), Artigo 3. https://doi.org/10.36557/2674-8169.2023v5n3p1168-1189
Sonam, S.; Singh, K. S. Bioinformatics: Concepts and Applications. In: Advances in Horticultural Crop Management and Value Addition. India: Laxmi Publications Pvt Ltda, p. 127132, 2019.
Stein, R., Beuren, T., Cela, L. R., & Ferrari, F. (2020). Farmacogenômica e Doença Cardiovascular: Onde Estamos e Para Onde Vamos. Arquivos Brasileiros de Cardiologia, 115, 690–700. https://doi.org/10.36660/abc.20200151
Sunil Krishnan, G., Joshi, A., & Kaushik, V. (2021). Bioinformatics in Personalized Medicine. Em V. Singh & A. Kumar (Orgs.), Advances in Bioinformatics (p. 303–315). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6191-1_15
Takaya, D., Takeda-Shitaka, M., Terashi, G., Kanou, K., Iwadate, M., & Umeyama, H. (2008). Bioinformatics based Ligand-Docking and in-silico screening. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 56(5), 742–744. https://doi.org/10.1248/cpb.56.742
Thompson, R., Drew, C. J. G., & Thomas, R. H. (2012). Next generation sequencing in the clinical domain: Clinical advantages, practical, and ethical challenges. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, 89, 27–63. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394287-6.00002-1
Tsoi, L. C., Spain, S. L., Ellinghaus, E., Stuart, P. E., Capon, F., Knight, J., Tejasvi, T., Kang, H. M., Allen, M. H., Lambert, S., Stoll, S. W., Weidinger, S., Gudjonsson, J. E., Koks, S., Kingo, K., Esko, T., Das, S., Metspalu, A., Weichenthal, M., … Elder, J. T. (2015). Enhanced meta-analysis and replication studies identify five new psoriasis susceptibility loci. Nature Communications, 6(1), Artigo 1. https://doi.org/10.1038/ncomms8001
Uesaka, K., Oka, H., Kato, R., Kanie, K., Kojima, T., Tsugawa, H., Toda, Y., & Horinouchi, T. (2022). Bioinformatics in bioscience and bioengineering: Recent advances, applications, and perspectives. Journal of Bioscience and Bioengineering, 134(5), 363–373. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2022.08.004
Verli, H. (2014). Bioinformática: Da biologia à flexibilidade molecular. Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular. https://lume.ufrgs.br/handle/10183/166105
Wang, Y., Zhang, S., Li, F., Zhou, Y., Zhang, Y., Wang, Z., Zhang, R., Zhu, J., Ren, Y., Tan, Y., Qin, C., Li, Y., Li, X., Chen, Y., & Zhu, F. (2020). Therapeutic target database 2020: Enriched resource for facilitating research and early development of targeted therapeutics. Nucleic Acids Research, 48(D1), D1031–D1041. https://doi.org/10.1093/nar/gkz981
Zamora-Obando, H. R., Godoy, A. T., Amaral, A. G., Mesquita, A. de S., Simões, B. E. S., Reis, H. O., Rocha, I., Dallaqua, M., Baptistão, M., Fernandes, M. C. V., Lima, M. F., & Simionato, A. V. C. (2022). Biomarcadores Moleculares De Doenças Humanas: Conceitos Fundamentais, Modelos De Estudo E Aplicações Clínicas. Química Nova, 45, 1098–1113. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170905
Zheng, C. J., Han, L. Y., Yap, C. W., Ji, Z. L., Cao, Z. W., & Chen, Y. Z. (2006). Therapeutic Targets: Progress of Their Exploration and Investigation of Their Characteristics. Pharmacological Reviews, 58(2), 259–279. https://doi.org/10.1124/pr.58.2.4
Zhu, Y., Mo, M., Wei, Y., Wu, J., Pan, J., Freedland, S. J., Zheng, Y., & Ye, D. (2021). Epidemiology and genomics of prostate cancer in Asian men. Nature Reviews Urology, 18(5), Artigo 5. https://doi.org/10.1038/s41585-021-00442-8
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