Visão Geral
A análise de dados de microarranjos transforma intensidades de fluorescência bruta de microarranjos hibridizados em medições significativas de expressão gênica. Embora o RNA-seq tenha amplamente suplantado os microarranjos para estudos baseados em descoberta, os microarranjos continuam amplamente utilizados em diagnósticos clínicos, melhoramento de plantas e estudos populacionais de grande escala devido ao seu baixo custo, protocolos padronizados e pipelines de análise bem estabelecidos. Um único microarranjo pode medir a expressão de dezenas de milhares de transcritos simultaneamente, explorando o pareamento complementar de bases entre o cDNA da amostra e sondas imobilizadas. O fluxo de trabalho de análise aborda as características técnicas únicas dos dados de microarranjos, incluindo correção de fundo, normalização e sumarização em nível de sonda.
Métodos
A análise de microarranjos começa com o processamento de imagens para extrair intensidades em nível de sonda. A correção de fundo remove sinal inespecífico usando métodos como a média robusta de múltiplos arranjos (RMA) ou ajuste de conteúdo GC. A normalização torna os arranjos comparáveis: a normalização quantílica é a abordagem mais comum para arranjos de um canal, enquanto a normalização loess é aplicada a designs de dois canais. A sumarização de sondas (para arranjos Affymetrix, usando RMA ou PLIER) combina múltiplas sondas por gene em um único valor de expressão. A avaliação de qualidade usa pseudo-imagens, gráficos NUSE e gráficos RLE para identificar arranjos problemáticos. A expressão diferencial é testada com limma, que usa moderação empírica de Bayes para estabilizar estimativas de variância entre genes. Efeitos de lote são detectados com análise de componentes principais e corrigidos usando ComBat ou removeBatchEffect do limma.
Aplicações
Apesar da ascensão do sequenciamento, os microarranjos continuam a entregar valor. Os testes MammaPrint e Oncotype DX aprovados pelo FDA usam microarranjos para prognóstico do câncer de mama. Painéis clínicos de microarranjos de DNA e expressão gênica orientam decisões de tratamento em oncologia e diagnóstico de doenças raras. A análise de dados de microarranjos também apoia a validação de resultados de qPCR através de estudos de correlação com qPCR e complementa o sequenciamento de DNA ao perfilar expressão em larga escala. Na genômica agrícola, os microarranjos permitem mapeamento de características e seleção assistida por marcadores de forma econômica em grandes populações de melhoramento.
