Marcadores bioquímicos

Os marcadores bioquímicos geralmente são enzimas e outras proteínas que indicam um processo subjacente de interesse clínico no paciente. Sua detecção contribui para o monitoramento e a detecção de patologias.

Escrito e verificado por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Última atualização: 15 maio, 2023

Os marcadores bioquímicos são definidos como um caráter ou um gene que, graças a várias características de ligação, pode indicar a presença de outro. Por exemplo, uma proteína A seria um marcador de maior estatura no indivíduo —característica B— se ambas estivessem correlacionadas. Um marcador tem a propriedade de que A necessariamente implica B.

Assim, quase qualquer caractere morfológico ou processo subjacente que o codifica pode ser considerado um marcador: de proteína ou DNA a algo tão específico quanto o tamanho de uma folha. Um marcador está sempre correlacionado com outro caractere morfológico de interesse.

Mergulhe conosco neste mundo da genética e da química, enquanto entramos no mundo dos marcadores bioquímicos e suas peculiaridades. Além de suas características, também mostraremos várias aplicações clínicas dessas moléculas úteis.

Marcadores bioquímicos: a correlação da vida

Em primeiro lugar, é preciso definir —ainda que superficialmente— os tipos de marcadores presentes no campo de pesquisa. A popular revista científica Ciencia y el Hombre nos mostra alguns exemplos simples.

Marcadores morfológicos

O fenótipo é definido como a expressão genética do indivíduo, que é determinada pelo ambiente em que vive e outros fatores. Assim, se um gene codificar a cor da folha como verde-escuro, esse caractere apresentará faixas diferentes, dependendo das condições ambientais e da saúde da planta.

Explicamos essa definição geral porque os marcadores morfológicos são baseados na variedade de fenótipos presentes na natureza. Eles são fáceis de identificar, como cor, tamanho, forma ou altura. Devido à sua simplicidade, esse tipo de marcador foi o primeiro a ser utilizado pelo homem.

Por exemplo, se a cor dos olhos estivesse ligada ao gene EYCL1, essa tonalidade seria um marcador morfológico do gene em questão. No entanto, esses tipos de marcadores são limitados. No caso apresentado, existem outros quatro genes —no mínimo— que explicam a coloração ocular. Assim, a correlação morfotipo: caractere geralmente não é tão fácil de encontrar.

Marcadores genéticos

Um marcador genético é um segmento de DNA com uma localização conhecida em um cromossomo. Vale ressaltar que sua herança genética – como se distribui de pais para filhos – pode ser rastreada e, ainda, que pode ser um gene específico ou uma sequência de DNA não codificante ou sem função conhecida.

Associações como o Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NIH) enfatizam que esses marcadores são essenciais. Por exemplo, eles podem ajudar a vincular uma doença hereditária ao gene responsável. Marcadores genéticos são usados para rastrear a herança de um gene próximo que ainda não foi identificado, mas cuja localização aproximada é conhecida.

Marcadores bioquímicos

Por último, mas não menos importante, temos os marcadores bioquímicos. Estes incluem vários tipos de proteínas, entre as quais encontramos as seguintes:

• Isoenzimas: Enzimas que diferem na sequência de aminoácidos, mas têm a mesma função.
• Aloenzimas: Formas alternativas de uma enzima codificadas por diferentes alelos no mesmo gene.
• Proteínas não enzimáticas.

Estamos diante da primeira geração de marcadores. As proteínas são codificadas pelo genoma do indivíduo, portanto sua correlação é mais confiável do que, por exemplo, marcadores morfológicos.

Embora a expressão gênica também seja influenciada pelo ambiente (epigenética), a relação proteína-gene é confiável. Assim, os marcadores bioquímicos podem ser utilizados como suporte diagnóstico em múltiplas patologias.

Como são obtidos os marcadores bioquímicos?

A resposta é simples: por eletroforese. Essa técnica se baseia no uso de um campo elétrico que separa as diferentes proteínas e enzimas de acordo com seu tamanho ou propriedades elétricas.

Podemos resumir esse processo em uma espécie de corrida de cavalos. O extrato proteico da amostra a ser analisada é colocado em um poço suporte, que encontra sua linha de partida em um gel de agarose. A aplicação de carga elétrica é o sinal de partida, pois as diferentes proteínas vão avançando pelo gel de acordo com suas propriedades.

Poupando detalhes demasiado técnicos, podemos dizer que, uma vez terminado o processo e aplicando uma série de colorações, observam-se ao longo do gel ou do papel várias bandas constituídas pelas diferentes proteínas. Portais como o Científica Senna mostram diferentes tipos de eletroforese de proteínas.

As distâncias eletroforéticas das isoenzimas são o resultado das diferenças nas sequências de DNA que as codificam.

Um exemplo prático

A Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos nos mostra um exemplo prático desse processo. É o caso do teste de eletroforese de proteínas na urina (EPPO). Para isso, é necessária uma amostra de urina do paciente em condições assépticas.

Esta amostra é colocada sobre papel especial ou no referido gel e é aplicada uma corrente elétrica. Assim, bandas se formam ao longo do papel dependendo das diferentes quantidades de proteína na urina. Isso permite identificar, por exemplo, valores elevados de globulina ou albumina.

Vantagens e desvantagens da técnica

Estamos diante de uma metodologia de luzes e sombras, embora os benefícios equilibrem a balança a seu favor. Algumas das vantagens dos marcadores bioquímicos são as seguintes:

1. É uma técnica relativamente barata e acessível.
2. Não é destrutiva, pois poucas quantidades de amostra são necessárias para realizar a eletroforese.
3. O controle genético da maioria das isoenzimas é bem conhecido. Portanto, associar as bandas de gel de eletroforese com inferências genéticas é uma tarefa simples.
4. As isoenzimas são isentas de certos processos genéticos que dificultam a descrição do processo de herança.

Apesar de todas essas características positivas, os marcadores bioquímicos também relatam alguns problemas:

1. Eles apresentam problemas técnicos às vezes.
2. Eles representam apenas uma pequena fração do conteúdo genético do indivíduo. Ou seja, eles não cobrem todo o genoma.
3. A interpretação dos dados pode ser dificultada por certos processos. Por exemplo, uma mesma isoenzima pode apresentar uma forma diferente no tecido de uma folha de árvore ou de sua semente, apesar de ser o mesmo indivíduo.

Usos clínicos de marcadores bioquímicos

Agora que determinamos o que é um marcador bioquímico, como ele é obtido e suas vantagens e desvantagens, é hora de passar para um terreno mais tangível. Aqui estão alguns exemplos práticos do uso de marcadores bioquímicos em processos médicos modernos.

Marcadores bioquímicos na osteoporose

A revista Clinical Rheumatology mostra-nos um exemplo claro da utilização destes marcadores em processos degenerativos do tecido ósseo. Marcadores bioquímicos podem ser usados para medir os produtos gerados durante a formação ou degradação da matriz óssea. Por exemplo, a fosfatase alcalina — uma enzima hidrolase — ou a osteocalcina.

Por outro lado, a fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP) ou a excreção urinária de cálcio são marcadores de destruição do tecido ósseo. As concentrações desses compostos permitem distinguir grupos de pacientes de acordo com a situação de remodelação óssea que estão vivenciando. Embora não possam ser considerados como um método diagnóstico único, fornecem informações muito valiosas.

Marcadores bioquímicos nas síndromes metabólicas

Por outro lado, a revista Endocrinology and Nutrition nos mostra como esses marcadores podem fornecer informações relevantes sobre vários processos metabólicos.

Por exemplo, marcadores de oxidação proteica, genética e lipídica servem para quantificar o nível do estado antioxidante total de um indivíduo. Assim, a concentração de substâncias como isoprostanos pode se tornar um bioindicador químico de um distúrbio metabólico no paciente.

É claro que resumir o efeito diagnóstico desses compostos em poucas linhas é no mínimo complexo. Esses marcadores bioquímicos também são usados para o diagnóstico de doenças periodontais, para a prevenção de distúrbios cardiovasculares e como parâmetros para a inferência de muitas outras patologias.

Qual marcador usar?

Como pudemos constatar nestas linhas, cada marcador tem um momento e uma utilidade específicos. Um marcador morfológico pode ser útil para estudos gerais. Por exemplo, o tamanho da semente tem sido correlacionado com a sobrevivência individual e crescimento em pinheiros. Assim, medindo a semente em questão, é possível prever como será a qualidade de vida da árvore adulta.

Por outro lado, os marcadores genéticos brilham quando se trata de estabelecer relações de herança ou mapeamento genético de espécies de seres vivos. Por exemplo, existem seções de DNA chamadas microssatélites que são herdadas de pais para filhos. Isso permite pedigrees e árvores genealógicas de animais em seu ambiente natural.

Em última análise —e como dissemos nas linhas anteriores— os marcadores bioquímicos são úteis para apoiar o diagnóstico de várias patologias. Isso ajuda a conhecer o estado do paciente através de um quadro clínico completo e inferir sobre possíveis doenças.

Uma questão de genes

Ao longo do artigo revisamos os tipos de marcadores, suas qualidades específicas e seus usos na medicina moderna. Em resumo, todo esse conglomerado terminológico está enraizado em um conceito-chave: os genes representam a variedade da vida.

Os marcadores bioquímicos abrem as portas para um conhecimento mais exato de várias patologias, como elas se desenvolverão e os possíveis padrões nos quais são herdadas. Mesmo assim, os estudos citados concordam em um ponto específico: por enquanto, essas moléculas devem ser usadas como ponto de vista acessório, não como base central de um diagnóstico.