REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.12660586
Patrick Ramos Nunes1
Luan Alvim Moreira2
Marcos de Azevedo Gonçalves3
Diogo Moreira Thomaz Pereira4
Lanuce Carvalho das Neves5
Gusthavo Augusto Lacerda de Oliveira Vasques6
Luiza Fabiana Fernandes Azevedo7
Luiz Sergio Costa Fernandes Filho8
Ingrid Gonçalves Siqueira Brown9
Daniela Rosa Lourenço10
RESUMO
O objetivo deste artigo é relatar, utilizando-se de ferramentas bibliográficas, alguns biomarcadores utilizados em diagnósticos de diferentes doenças. Pesquisou-se por artigos nas bases de dados SciELO, PubMED e em repositórios de universidades que apresentassem informações importantes a respeito do assunto. As palavras-chaves foram biomarcadores, diagnóstico e doenças. Biomarcadores ou marcadores biológicos são entidades que podem ser medidas experimentalmente e indicam a ocorrência de uma determinada função normal ou patológica de um organismo ou uma resposta a um agente farmacológico. Os biomarcadores podem ser de diversos tipos, tais como, fisiológicos (funções de órgãos), físicos (alterações características em estruturas biológicas), histológicos (amostras de tecido obtidas por biopsia) e anatómicos. Podem ser células específicas, moléculas, genes, enzimas ou hormonas. Provavelmente os mais relevantes em investigação médica são os marcadores bioquímicos que podem ser obtidos com relativa facilidade a partir de fluidos corporais e que estão ao dispor dos investigadores. Os biomarcadores podem ser usados na prática clínica para o diagnóstico ou para identificar riscos de ocorrência de uma doença. Podem ainda ser utilizados para estratificar doentes e identificar a gravidade ou progressão de uma determinada doença, prever um prognóstico ou monitorizar um determinado tratamento para que seja menos provável que alguns efeitos secundários ocorram. Por vezes os biomarcadores são usados como ferramenta que pode ajudar as entidades reguladoras a decidirem sobre a aprovação de um medicamento.
Palavras-chave: Biomarcadores; diagnóstico; doenças
ABSTRACT
The aim of this article is to report, using bibliographic tools, some biomarkers used in the diagnosis of different diseases. Articles were searched in the SciELO, PubMed databases, and university repositories that presented important information on the subject. The keywords were biomarkers, diagnosis, and diseases. Biomarkers, or biological markers, are entities that can be experimentally measured and indicate the occurrence of a particular normal or pathological function of an organism or a response to a pharmacological agent. Biomarkers can be of various types, such as physiological (organ functions), physical (characteristic changes in biological structures), histological (tissue samples obtained by biopsy), and anatomical. They can be specific cells, molecules, genes, enzymes, or hormones. Probably the most relevant in medical research are biochemical markers that can be relatively easily obtained from bodily fluids and are available to researchers. Biomarkers can be used in clinical practice for diagnosis or to identify the risk of occurrence of a disease. They can also be used to stratify patients and identify the severity or progression of a particular disease, predict a prognosis, or monitor a particular treatment to make it less likely that some side effects will occur. Sometimes biomarkers are used as a tool that can help regulatory entities decide on the approval of a medication.
Keywords: Biomarkers; diagnosis; diseases.
1. Introdução
Biomarcadores podem ser definidos como as alterações celulares, bioquímicas e/ou moleculares mensuráveis em matrizes biológicas, sejam tecidos, células ou fluidos humanos (HULKA et al., 1991). Entretanto, trazendo uma definição mais abrangente, temos que a definição de biomarcadores é uma característica objetivamente mensurável e avaliada como um indicador de um processo biológico normal, um processo patogênico ou uma resposta farmacológica a uma intervenção terapêutica; assim sendo, um indicador fisiológico, como a pressão arterial, é um biomarcador da hipertensão, definida pelo Biomarkers Definition Working Group.
1.1 Categoria dos Biomarcadoes
Biomarcadores de Suscetibilidade/risco: Biomarcadores do tipo susceptibilidade/risco indicam o potencial de desenvolvimento de uma doença ou condição médica na qual um indivíduo não está clinicamente diagnosticado. Desse modo, sua principal utilidade é orientar ações preventivas, uma vez que neste caso não houve diagnóstico para tal condição médica (ZAMORAOBANDO et al., 2022).
Biomarcadores de Predição: Os biomarcadores de predição, diferentemente dos de susceptibilidade/risco, são determinados em indivíduos que já apresentam diagnóstico para uma condição. Estes biomarcadores permitem avaliar a resposta de um indivíduo diante de um tratamento, medicamento ou agente ambiental. Assim, o conceito de biomarcador preditivo pode ser estendido para além dos ensaios de intervenção, tal como os estudos de exposições a toxinas ambientais, fumaça de tabaco, nicotina, álcool, aditivos alimentares, radiação ambiental ou ocupacional, agentes infecciosos, entre outros, ou também, para estudos dos efeitos auxiliares, não intencionais, das diferentes intervenções médica (ZAMORA-OBANDO et al., 2022).
Biomarcadores de Segurança: Durante a exposição de um indivíduo a um tratamento clínico ou a agentes ambientais, ocorre uma resposta a nível bioquímico do organismo que pode alterar a tradução de determinadas proteínas e/ ou a presença de metabólitos. Nesse caso, os biomarcadores alterados são classificados como biomarcadores de segurança e, com estes, é possível indicar a presença e extensão de efeitos adversos (geralmente tóxicos) após a exposição a uma terapia ou agente ambiental (ZAMORA-OBANDO et al., 2022).
Biomarcadores de Diagnóstico: Os biomarcadores de diagnóstico, por sua vez, são uma alternativa que auxilia na detecção e confirmação de doenças e condições em diversos estágios, sempre em conjunto a ensaios clínicos e avaliações médicas. Em alguns casos, a busca por esses biomarcadores pode tornar tal diagnóstico menos invasivo, uma vez que podem ser Figura 1. Classificação e propósito de biomarcadores segundo a FDA e o NIH.5 Fonte: Autor 1100 Zamora-Obando et al. Quim. Nova avaliados em matrizes de fácil obtenção como sangue, saliva e urina, evitando a necessidade de uma possível biópsia em pacientes com suspeita de câncer, por exemplo (ZAMORAOBANDO et al., 2022).
Biomarcadores de Farmacodinâmicos/resposta e monitoramento: Um grupo importante na avaliação da resposta do organismo a um tratamento clínico compreende os biomarcadores farmacodinâmicos/ resposta. Essa classe permite compreender quali- e quantitativamente as alterações bioquímicas, individuais ou de um grupo, que ocorrem durante ou após a exposição a um produto médico ou agente ambiental. Eles não necessariamente refletem o efeito de uma intervenção em um evento clínico futuro, mas são utilizados em contextos específicos como, por exemplo, em efeitos na pressão sanguínea16 e no teste de HbA1c para avaliar o controle de diabetes (ZAMORA-OBANDO et al., 2022).
Biomarcadores de Ambientais: Naturalmente estamos expostos ao meio ambiente e aos agentes químicos nocivos à saúde – ou não – que dele fazem parte. A avaliação e prevenção dos danos à saúde originários de contaminantes presentes no ambiente, bem como a manutenção dos níveis de exposição não prejudiciais, possibilitam diminuir os possíveis efeitos adversos no organismo.21 Assim, a avaliação dessa exposição pode ser feita mensurando os biomarcadores indicativos do organismo, que neste contexto são denominados biomarcadores ambientais (ZAMORA-OBANDO et al., 2022).
1.2 FATORES IMPORTANTES NO DIRECIONAMENTO DA PESQUISA DE BIOMARCADORES
A investigação de biomarcadores deve sempre iniciar pela elaboração da questão biológica, ou seja, qual o objetivo a ser atingido ao desenvolver aquele estudo. Assim, é importante para que as etapas do processo de análise e o contexto do problema biológico estejam bem definidos. Além disso, o estudo deve ser minucioso ao definir os critérios utilizados ao se encontrar aqueles biomarcadores, já que o metabolismo de cada indivíduo depende de diversos fatores como hábitos alimentares, fatores ambientais, ingestão de medicamentos e origem geográfica, por exemplo, levando à grande variabilidade do metaboloma (ZAMORA-OBANDO et al., 2022). Portanto, fazse necessário o estudo dos seguintes fatores para um bom direcionamento e validação da análise.
Relevância Clínica: Os biomarcadores devem ter uma relação clara com a doença ou condição que está sendo estudada. Eles devem ser capazes de fornecer informações úteis para diagnóstico, prognóstico, tratamento ou monitoramento da doença.
Validade e Precisão: Os biomarcadores precisam ser validados quanto à sua precisão e especificidade. Isso envolve a realização de estudos rigorosos para confirmar sua capacidade de identificar com precisão a presença da condição de interesse.
Sensibilidade e Especificidade: Os biomarcadores devem ser sensíveis o suficiente para detectar a presença da condição em questão, mesmo em estágios iniciais, e específicos o suficiente para distinguir entre a condição de interesse e outras condições semelhantes.
Reprodutibilidade: Os resultados dos testes de biomarcadores devem ser reproduzíveis em diferentes contextos e por diferentes pesquisadores. Isso garante a confiabilidade dos resultados.
Amostragem Adequada: A seleção de amostras adequadas é fundamental para garantir a representatividade dos resultados. Isso pode incluir a escolha do tipo de amostra (sangue, tecido, urina, etc.), o momento da coleta e o tamanho da amostra.
Estudos Longitudinais: Estudos longitudinais são importantes para entender como os biomarcadores mudam ao longo do tempo e como eles estão associados ao curso da doença. Isso é crucial para o desenvolvimento de biomarcadores de prognóstico.
Padronização de Métodos: Métodos de medição e análise devem ser padronizados para garantir a consistência dos resultados entre diferentes laboratórios e estudos.
Considerações Éticas e Regulatórias: É importante considerar questões éticas e regulatórias relacionadas à coleta, armazenamento e uso de amostras biológicas de pacientes.
Custos e Acessibilidade: Os biomarcadores devem ser acessíveis em termos de custo e facilidade de uso, para que possam ser implementados em larga escala na prática clínica.
Colaboração Multidisciplinar: A pesquisa de biomarcadores muitas vezes requer uma abordagem multidisciplinar, envolvendo especialistas em diferentes áreas, como biologia molecular, bioinformática, estatística e medicina clínica.
2. Método
O presente estudo compreende uma revisão bibliográfica destinada a descrever os biomarcadores empregados em doenças de elevada incidência e significância epidemiológica. Para alcançar tal propósito, foram consultadas publicações científicas provenientes de diversas fontes, incluindo plataformas reconhecidas como Scielo, Google Acadêmico, Pubmed, bem como repositórios de universidades renomadas. A busca por literatura científica foi conduzida mediante a utilização dos descritores: biomarcadores, diagnóstico e doença, a fim de abranger de forma abrangente e abrangente a base de conhecimento disponível sobre o tema em questão.
3. Resultados e Discussão
Portanto, fica claro a importância no aprimoramento do conhecimento acerca dos biomarcadores, tratando-se de uma das principais ferramentas usadas em possíveis diagnóstico de doenças. Assim, a pesquisa de biomarcadores tem o potencial de revolucionar a prática clínica, oferecendo uma visão mais personalizada da saúde e da doença. Com a identificação e validação de biomarcadores relevantes, podemos avançar em direção a uma medicina de precisão, onde o diagnóstico, tratamento e monitoramento são adaptados às necessidades individuais de cada paciente (JOHNSON CH, 2016).
Assim sendo, a intensificação dos estudos nas áreas bioquímicas são de elevada importância, pois a interseção entre a química e a biologia na pesquisa de biomarcadores tem sido fundamental para a descoberta e validação de novos marcadores de diagnóstico, prognóstico e resposta ao tratamento. A compreensão das interações moleculares subjacentes aos processos biológicos é essencial para identificar biomarcadores robustos e traduzi-los em ferramentas clínicas eficazes(ZHANG, 2012).
3.1 Tipos de Marcadores
Marcadores Tumorais: O câncer é uma doença caracterizada pelo crescimento descontrolado e anormal de células no corpo. Essas células cancerosas têm a capacidade de invadir e destruir tecidos saudáveis circundantes. O câncer pode se desenvolver em praticamente qualquer parte do corpo e pode se espalhar para outras áreas do organismo, processo conhecido como metástase. As células normais do corpo crescem, se dividem e morrem de acordo com um ciclo regular que é estritamente controlado. No entanto, as células cancerosas ignoram esses controles e continuam a se multiplicar de forma desordenada. Essa proliferação descontrolada pode formar massas de tecido chamadas tumores. Existem muitos tipos diferentes de câncer, cada um com características específicas em termos de crescimento, comportamento e tratamento. As causas do câncer podem ser variadas e incluem fatores genéticos, ambientais, comportamentais e de estilo de vida. O tratamento do câncer pode envolver uma variedade de abordagens, incluindo cirurgia, radioterapia, quimioterapia, imunoterapia e terapias direcionadas, dependendo do tipo e estágio do câncer, bem como das necessidades individuais do paciente. O diagnóstico precoce e os avanços contínuos na pesquisa e tratamento do câncer têm melhorado significativamente as taxas de sobrevivência e qualidade de vida dos pacientes com câncer. Os biomarcadores de tumores desempenham um papel fundamental na detecção precoce, diagnóstico preciso, estratificação de pacientes, previsão de prognóstico, monitoramento da resposta ao tratamento e identificação de resistência terapêutica. Sua utilidade clínica é inegável, proporcionando uma abordagem mais personalizada e eficaz no cuidado do paciente com câncer (DUFFY MJ, 2019). Os principais biomarcadores utilizados no diagnóstico de tumores incluem uma variedade de marcadores genéticos, proteicos e metabólicos, tais como mutações genéticas específicas, expressão aumentada ou diminuída de proteínas específicas, níveis alterados de metabólitos e características moleculares distintivas do tumor. A detecção e avaliação desses biomarcadores desempenham um papel crucial na identificação precoce, classificação histológica precisa e determinação do estágio da doença, permitindo assim a seleção do tratamento mais adequado para cada paciente (HANASH SM, 2011). No câncer de mama, os principais marcadores são o MCA (antígeno mucoide associado ao carcinoma), CA15.3, CA 27.29, Catepsina D, C-erbB-2 (fator de crescimento epidérmico humano tipo 2) e 27 o CEA (antígeno carcinoembrionário) (JACINTO & CAMPOS, 2023). O PSA é um indicador confiável para o diagnóstico e prognóstico do câncer de próstata, o nível do marcador se correlaciona com a agressividade do tumor antes do tratamento, e obtém recaída precoce após o tratamento. A determinação do PSA auxilia na detecção da patologia sem manifestações clínicas (MUCARBEL et al., 2020).
Marcadores Cardiovasculares: As doenças cardiovasculares são condições que afetam o coração e os vasos sanguíneos, como a doença arterial coronariana, hipertensão arterial, insuficiência cardíaca, doença cerebrovascular e doença arterial periférica. Elas são uma das principais causas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Fatores de risco incluem tabagismo, dieta inadequada, sedentarismo, obesidade, hipertensão arterial, diabetes e histórico familiar. A prevenção e tratamento envolvem um estilo de vida saudável, controle de fatores de risco e orientação médica adequada. A identificação e mensuração dos principais marcadores cardiovasculares, como troponina, BNP (peptídeo natriurético do tipo B), CK-MB (creatina quinase-MB), PCR (proteína C-reativa) e perfil lipídico, desempenham um papel crucial na avaliação do risco cardiovascular, diagnóstico de doenças cardíacas, estratificação de pacientes e monitoramento da resposta ao tratamento (THYGESEN K,2018). Os marcadores cardiovasculares, como a troponina, NT-proBNP, CK-MB, mioglobina e PCR ultra-sensível, desempenham um papel fundamental na estratificação de risco, diagnóstico precoce e monitoramento da progressão de doenças cardiovasculares. Sua detecção e interpretação adequadas são essenciais para guiar a abordagem terapêutica e melhorar os desfechos clínicos dos pacientes (SHAH RV, 2017).
Marcadores Metabólicos: Os marcadores metabólicos são substâncias que refletem o funcionamento do metabolismo no corpo. Eles incluem glicose, lipídios, hormônios e outros compostos. Esses marcadores são essenciais para avaliar o risco de doenças metabólicas, como diabetes e dislipidemia, e para monitorar a eficácia do tratamento. Em resumo, eles são ferramentas importantes para entender e gerenciar a saúde metabólica do indivíduo. Os principais marcadores metabólicos, como glicose, insulina, lipídios (colesterol total, HDL, LDL, triglicerídeos), ácido úrico e PCR (proteína C-reativa), fornecem insights valiosos sobre o estado metabólico do organismo e são fundamentais na avaliação do risco de doenças cardiovasculares, diabetes e outras condições metabólicas (GRUNDY SM, 2016).
Marcadores Neurológicos: Os marcadores neurológicos são indicadores biológicos usados para avaliar a saúde e o funcionamento do sistema nervoso. Eles incluem proteínas, metabolitos, neuroimagens e características genéticas associadas a doenças neurológicas. Esses marcadores desempenham um papel fundamental no diagnóstico, tratamento e pesquisa de condições como Alzheimer, Parkinson e esclerose múltipla. A identificação desses marcadores é essencial para um diagnóstico precoce e um melhor entendimento das doenças neurológicas, o que pode levar a avanços significativos no tratamento e na qualidade de vida dos pacientes. Os principais marcadores neurológicos, como proteínas beta-amiloide e tau, mutações genéticas associadas a distúrbios neurológicos e alterações estruturais e funcionais detectadas por neuroimagem, são fundamentais para o diagnóstico, prognóstico e monitoramento de condições como Alzheimer, Parkinson e esclerose múltipla (JACK JR CR, 2013). Os marcadores neuroquímicos, como proteínas beta-amiloide, tau e alfa-sinucleína, juntamente com biomarcadores de imagem cerebral, como atrofia cerebral e deposição de placas, desempenham um papel central na identificação precoce e na monitorização da progressão de doenças neurodegenerativas, como doença de Alzheimer e Parkinson (SPERLING RA, 2011).
Marcadores Infecciosos: Os marcadores infecciosos são indicadores biológicos usados para detectar a presença de agentes infecciosos no corpo, como vírus, bactérias ou parasitas. Eles incluem antígenos, anticorpos e ácidos nucleicos específicos do patógeno. Esses marcadores são essenciais para diagnosticar e monitorar doenças infecciosas, como gripe, tuberculose e COVID-19, além de auxiliar na vigilância epidemiológica e no desenvolvimento de estratégias de controle. Em suma, os marcadores infecciosos desempenham um papel crucial na saúde pública, permitindo uma resposta eficaz às doenças infecciosas. Os principais marcadores infecciosos, como antígenos virais, anticorpos específicos e ácidos nucleicos de patógenos, são fundamentais para o diagnóstico e monitoramento de uma ampla variedade de doenças infecciosas. Esses biomarcadores desempenham um papel central na identificação precoce de infecções, na determinação do curso clínico da doença e na avaliação da eficácia do tratamento (T. U. KAMPMANN, 2019). Além dos marcadores tradicionais, novas abordagens estão emergindo, incluindo biomarcadores baseados em genômica, proteômica e metabolômica, que têm o potencial de revolucionar o diagnóstico, prognóstico e tratamento de doenças infecciosas. Essas tecnologias promissoras oferecem insights mais abrangentes sobre a resposta do hospedeiro à infecção e a dinâmica dos patógenos, abrindo novas perspectivas para o desenvolvimento de terapias mais direcionadas e eficazes (PULIDO, 2018).
Marcadores Hepáticos: Os marcadores hepáticos são substâncias que indicam a saúde do fígado e incluem enzimas como ALT, AST, FA e GGT, além de bilirrubina e albumina. Eles são cruciais para diagnosticar e monitorar condições hepáticas, como hepatite e cirrose. Níveis anormais desses marcadores podem indicar danos ou disfunção hepática, orientando o tratamento adequado. Em suma, os marcadores hepáticos são essenciais para cuidar da saúde do fígado. Os principais marcadores hepáticos, incluindo alanina aminotransferase (ALT), aspartato aminotransferase (AST), fosfatase alcalina (FA) e gama-glutamil transferase (GGT), são fundamentais para a avaliação da saúde do fígado. Essas enzimas são indicadores sensíveis de lesão hepática e disfunção, desempenhando um papel crucial no diagnóstico e monitoramento de uma ampla gama de condições hepáticas (GIANNINI EG, 2005).
4. Conclusão
O estudo da importância dos biomarcadores no diagnóstico de doenças revelase fundamental na prática médica contemporânea. Esses indicadores biológicos oferecem uma janela única para a compreensão das condições de saúde e doença em nível molecular, permitindo uma abordagem mais personalizada e precisa no cuidado do paciente. Através da identificação e análise de biomarcadores específicos, os profissionais de saúde podem diagnosticar doenças mais precocemente, estratificar o risco de progressão da doença, monitorar a eficácia do tratamento e prever desfechos clínicos. Além disso, os biomarcadores desempenham um papel crucial no desenvolvimento e
teste de novas terapias, possibilitando a descoberta de tratamentos mais eficazes e direcionados. Ao considerar a vasta gama de biomarcadores disponíveis, desde marcadores genéticos e proteicos até marcadores metabólicos e de imagem, torna-se evidente o potencial transformador desses indicadores na prática clínica. No entanto, é crucial destacar a necessidade contínua de pesquisa e desenvolvimento para validar e aprimorar a precisão e utilidade dos biomarcadores em diversas condições de saúde. Em suma, o estudo dos biomarcadores no diagnóstico de doenças representa uma ferramenta valiosa e em constante evolução, com o potencial de melhorar significativamente o diagnóstico precoce, tratamento personalizado e prognóstico de pacientes, contribuindo assim para uma saúde global mais eficaz e abrangente.
REFERÊNCIAS
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1 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
E-mail: patricknunesbdz@gmail.com
2 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
E-mail: dr.luanmoreira@outlook.com
3 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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4 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
E-mail: diogo.m.t.pereira@gmail.com
5 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
E-mail: lanuce.medcarvalho@gmail.com
6 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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7 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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8 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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9 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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10 Graduando em medicina. Faculdade UCB. Av. de Santa Cruz, 1631 – Realengo, Rio de Janeiro – RJ, 21710-255
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