Sequenciação 16S rDNA: o que é e como funciona
A sequenciação 16S rDNA é uma técnica laboratorial usada para identificar e comparar bactérias presentes numa amostra, como uma amostra de fezes. O método analisa uma região do gene que codifica o ARN ribossómico 16S e permite estimar a composição relativa da comunidade bacteriana. É útil para estudar o microbioma intestinal, mas não é, por si só, um diagnóstico médico nem revela todas as funções dos microrganismos.
Neste guia, explicamos o que é o 16S rDNA, como funciona a análise, para que serve o PCR, qual a diferença entre 16S rDNA, 16S rRNA e 18S rDNA e como a InnerBuddies aplica esta metodologia na análise do microbioma intestinal.
O que é a sequenciação 16S rDNA?
A sequenciação 16S rDNA é uma abordagem de análise genética que procura sequências do gene 16S no ADN de bactérias e arqueias. Este gene tem regiões relativamente conservadas, partilhadas por muitos microrganismos, e regiões variáveis, que ajudam a distingui-los.
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Por funcionar como um marcador genético, o 16S permite comparar as sequências encontradas numa amostra com bases de dados de referência. O resultado pode indicar quais os grupos bacterianos presentes e a sua abundância relativa, ou seja, a proporção de leituras atribuída a cada grupo na amostra analisada.
O que é o gene 16S rDNA?
O gene 16S rDNA faz parte do ADN que contém a informação para produzir o ARN ribossómico 16S. Está presente em bactérias e arqueias e combina regiões conservadas com regiões variáveis. As regiões variáveis são particularmente úteis para a classificação taxonómica, embora a resolução possa variar: algumas sequências são identificadas ao nível do género, enquanto outras permitem uma classificação mais específica.
16S rDNA e 16S rRNA: qual é a diferença?
Os termos estão relacionados, mas não designam exatamente a mesma molécula:
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| Termo | O que é | Como se relaciona com a análise |
|---|---|---|
| 16S rDNA | Região do ADN que contém o gene 16S. | É o material genético normalmente amplificado e lido na sequenciação. |
| 16S rRNA | Molécula de ARN ribossómico produzida a partir desse gene. | Faz parte dos ribossomas e dá nome ao marcador usado para classificar bactérias e arqueias. |
Na prática, quando se fala em sequenciar 16S rRNA em estudos do microbioma, muitas vezes está a descrever-se a sequenciação do ADN correspondente ao gene 16S rDNA. O laboratório extrai ADN, amplifica a região escolhida e compara as sequências obtidas com referências. Por isso, é importante observar a metodologia específica utilizada num teste.
Para que serve o PCR do gene 16S?
O PCR, ou reação em cadeia da polimerase, amplifica uma região selecionada do gene 16S. A amplificação cria muitas cópias dessa região a partir do ADN disponível, tornando possível analisá-la com maior facilidade antes da sequenciação.
O PCR não significa que todas as bactérias sejam amplificadas exatamente da mesma forma. Os iniciadores utilizados, a qualidade da amostra e outras etapas laboratoriais podem influenciar o resultado. Por esse motivo, os dados devem ser interpretados no contexto do método usado e como uma representação da amostra, não como uma descrição absolutamente completa do intestino.
O que pode revelar uma análise 16S?
A sequenciação 16S pode fornecer informação sobre a composição bacteriana de uma amostra, incluindo:
- Composição taxonómica: os grupos bacterianos detetados, frequentemente ao nível de filo, família, género e, em alguns casos, espécie.
- Diversidade microbiana: medidas que descrevem a variedade e a distribuição dos grupos encontrados.
- Abundância relativa: a proporção de leituras associada a diferentes grupos na amostra.
- Comparações ao longo do tempo: alterações no perfil da amostra após mudanças de rotina, alimentação ou utilização de produtos, desde que as amostras e as condições de análise sejam comparáveis.
- Potencial funcional inferido: algumas capacidades podem ser estimadas a partir dos microrganismos identificados, mas não equivalem à medição direta da atividade dos genes ou das moléculas produzidas.
Um resultado que apresente diferenças na composição bacteriana não confirma, por si só, uma doença, uma causa de sintomas ou um estado de disbiose clinicamente definido. A interpretação deve considerar o contexto individual e, quando existem sintomas persistentes ou preocupantes, ser discutida com um profissional de saúde.
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A escolha do marcador depende dos organismos que se pretende estudar:
- 16S rDNA: é usado sobretudo para bactérias e arqueias.
- 18S rDNA: é um marcador de organismos eucariotas, incluindo alguns protistas e outros microrganismos eucariotas.
- ITS: é uma região frequentemente utilizada para estudar fungos, embora não seja sinónimo de 18S.
Assim, a sequenciação 16S é adequada quando o objetivo principal é caracterizar a componente bacteriana de uma comunidade. Para estudar fungos ou outros eucariotas, podem ser necessários marcadores e testes diferentes.
Para que é usada a sequenciação metagenómica 16S?
A sequenciação metagenómica 16S é usada principalmente para caracterizar comunidades bacterianas sem cultivar cada microrganismo individualmente. Pode apoiar estudos do microbioma intestinal, investigação laboratorial e comparação de comunidades microbianas entre amostras.
Esta abordagem é diferente da metagenómica shotgun, que analisa uma gama mais ampla de material genético e pode oferecer informação funcional mais direta, mas também envolve requisitos e custos analíticos diferentes. A técnica mais adequada depende da pergunta, da amostra e do nível de detalhe pretendido.
Como é feita a sequenciação 16S?
O processo é realizado em laboratório e inclui normalmente várias etapas:
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- Recolha da amostra: obtém-se uma amostra, como fezes, seguindo as instruções do kit ou do laboratório.
- Extração de ADN: o ADN presente na amostra é isolado.
- PCR do gene 16S: uma região selecionada é amplificada com iniciadores específicos.
- Sequenciação: a tecnologia de sequenciação de nova geração lê os fragmentos amplificados.
- Controlo e análise bioinformática: as leituras são filtradas, comparadas com bases de dados e agrupadas para produzir um perfil taxonómico.
- Interpretação: os resultados são apresentados em relatórios, tendo em conta as limitações do método e da amostra.
A análise não é normalmente feita diretamente em casa. Um kit de recolha pode simplificar a obtenção da amostra, mas a extração, a preparação, a sequenciação e a interpretação dependem de processos laboratoriais especializados.
Como a InnerBuddies utiliza esta metodologia
Na InnerBuddies, a análise do microbioma intestinal segue uma sequência semelhante:
- Recolha da amostra em casa com um kit próprio e de acordo com as instruções fornecidas.
- Extração do ADN microbiano da amostra recebida pelo laboratório.
- Amplificação por PCR da região 16S selecionada.
- Sequenciação de nova geração, utilizando tecnologia Illumina, conforme o processo laboratorial aplicável.
- Análise bioinformática e comparação com bases de dados de referência.
- Apresentação dos resultados num relatório personalizado, com informação nutricional geral para apoiar escolhas informadas.
As recomendações de um relatório devem ser entendidas como orientação geral e não como diagnóstico, tratamento ou substituição de uma consulta. A composição do microbioma pode variar com a alimentação, o ambiente, a medicação, o momento da recolha e outros fatores.
Perguntas frequentes
O que é a sequenciação 16S rDNA?
É uma técnica que analisa uma região do gene 16S no ADN de bactérias e arqueias. A comparação das sequências com bases de dados ajuda a caracterizar a composição bacteriana de uma amostra.
Como se sequencia o 16S rRNA?
Em estudos do microbioma, o processo geralmente envolve a recolha da amostra, a extração de ADN, a amplificação por PCR do gene 16S, a sequenciação de nova geração e a análise bioinformática. Embora se use frequentemente a expressão sequenciação de 16S rRNA, o laboratório está habitualmente a sequenciar o ADN correspondente ao gene 16S rDNA.
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Serve para estudar a composição de comunidades bacterianas numa amostra sem depender do cultivo de cada organismo. Pode ser utilizada em investigação e em análises do microbioma, mas não determina isoladamente a presença ou a causa de uma doença.
Qual é a diferença entre sequenciação 16S e 18S?
O 16S é utilizado sobretudo para bactérias e arqueias. O 18S é um marcador de organismos eucariotas; para estudar fungos, é também comum utilizar a região ITS. São marcadores diferentes e respondem a perguntas diferentes.
Uma análise 16S identifica todas as bactérias ao nível da espécie?
Não necessariamente. A resolução depende da região sequenciada, da qualidade das leituras e das bases de dados disponíveis. Algumas bactérias podem ser classificadas apenas ao nível do género ou de um grupo mais abrangente.
O resultado pode diagnosticar um problema intestinal?
Não. Um perfil de microbioma descreve o que foi detetado numa amostra num determinado momento. Não substitui a avaliação clínica, exames médicos ou aconselhamento de um profissional de saúde. Se tiver sintomas persistentes, intensos, agravados ou preocupantes, procure aconselhamento médico.
Conclusão
A sequenciação 16S rDNA é uma ferramenta útil para caracterizar bactérias e arqueias numa amostra e compreender melhor a composição do microbioma intestinal. O PCR, a sequenciação e a análise bioinformática permitem gerar um perfil taxonómico, mas os resultados têm limitações e não devem ser interpretados como um diagnóstico. Na InnerBuddies, esta informação é usada para criar relatórios e orientações nutricionais gerais, ajudando-o a tomar decisões mais informadas sobre a sua rotina.