Diversità Genetica nei Pazienti con TBC in Tanzania

L'Africa ha la maggiore diversità genetica tra gli esseri umani. Questa diversità deriva da molti gruppi etnici e linguistici diversi che vivono nel continente. La lunga storia dell'evoluzione umana in Africa e le grandi popolazioni hanno portato a questa varietà. Negli ultimi anni, la migrazione e il mescolamento tra questi gruppi hanno avuto un ruolo, portando a alcune somiglianze tra di loro. Oggi, le popolazioni africane hanno spesso un mix di diverse ascendenze.

Un evento migratorio significativo che ha cambiato la popolazione in Africa si chiama 'espansione bantu'. Le persone di lingua bantu si sono spostate dall'Africa centrale verso sud e est, portando con sé metodi agricoli e mescolandosi con cacciatori-raccoglitori e pastori locali. Gli studi mostrano che ci sono ancora alcune differenze notevoli tra i gruppi di lingua bantu, ma il mescolamento con le popolazioni locali ha influenzato il loro modo di rispondere alle malattie.

Le malattie, in particolare quelle infettive, sono stati fattori importanti nell'evoluzione umana. Per questo, il modo in cui le persone reagiscono alle malattie può variare notevolmente tra diverse popolazioni. Studi genetici recenti hanno evidenziato mutazioni specifiche che possono cambiare quanto qualcuno è probabile che contragga certe malattie infettive, come la tubercolosi (TB), che è ancora la principale causa di morte da un singolo agente infettivo.

I batteri responsabili della TB appartengono a un gruppo chiamato complesso Mycobacterium tuberculosis (MTBC), che ha dieci linee adattate a infettare gli esseri umani e varie altre linee che infettano gli animali. Mentre la TB è un problema globale, le linee che colpiscono gli esseri umani si trovano in diverse parti del mondo. Alcune linee sono molto comuni a livello mondiale, mentre altre sono limitate a regioni specifiche. Ad esempio, alcune linee si trovano principalmente intorno all'Oceano Indiano o sono prevalentemente viste in certe aree dell'Africa.

La relazione tra i batteri che causano la TB e le popolazioni umane che infettano è complessa. Le ricerche mostrano che i ceppi di TB possono essere strettamente legati al background geografico dei pazienti. Questa connessione può essere interrotta in persone che sono anche infettate da HIV. Diversi ceppi di batteri hanno anche caratteristiche diverse, che influenzano il modo in cui la malattia progredisce, come si diffonde e come si presenta nei pazienti.

La variabilità nel modo in cui le persone rispondono alla TB può essere ricondotta anche ai loro background genetici. Certi geni in diverse popolazioni possono renderle più suscettibili alla TB, e gruppi specifici hanno mostrato diversi livelli di rischio di sviluppare la malattia. Oltre a questa diversità genetica, molti fattori come malnutrizione, HIV, diabete, povertà, fumo e uso di alcol giocano anche ruoli importanti nella diffusione e gravità della TB.

Anche se ci sono stati molti studi su come i fattori individuali si relazionano alla TB, non ce ne sono stati molti che considerano tutti questi elementi insieme.

In questo studio, abbiamo esaminato i background genetici dei pazienti con TB a Dar es Salaam, in Tanzania. Volevamo capire l'ascendenza genetica di questi pazienti, identificare i batteri della TB che li colpivano e vedere come entrambi questi fattori si relazionano alla gravità delle loro malattie.

#Ascendenza Genetica dei Pazienti con TB Tanzaniani

Abbiamo stimato le ascendenze genetiche per 7.479 individui provenienti da 249 popolazioni, tra cui 1.444 pazienti con TB tanzaniani. Abbiamo usato dati da 53.255 SNP (polimorfismi a singolo nucleotide). L'analisi ha rivelato tre principali ascendenze genetiche tra i pazienti con TB tanzaniani.

L'ascendenza genetica più significativa è stata chiamata "Bantu del sud-est", che ha contribuito in media per il 44%. Questa ascendenza è anche prevalente tra altri gruppi di lingua bantu nel sud e sud-est dell'Africa. La successiva ascendenza più comune è stata "Bantu orientale", che costituiva circa il 22%. Questa ascendenza è comune nelle popolazioni kenyote. È stata trovata anche un'ascendenza "Bantu occidentale" nei pazienti tanzaniani, in media del 9%, più comune tra i gruppi bantu dell'Africa centrale occidentale.

Altre ascendenze meno comuni presenti includevano contributi minori da popolazioni nigeriane, popolazioni dal Ciad e dal Sudan, e gruppi di cacciatori-raccoglitori dall'Africa occidentale. In generale, i pazienti con TB tanzaniani mostravano poca ascendenza non africana, in media intorno al 5%, con pochissimi pazienti che presentavano oltre il 30% di ascendenza non africana.

Questa analisi genetica indicava che la maggior parte dei pazienti con TB in Tanzania era principalmente di origine bantu, riflettendo un misto di diversi componenti bantu.

#Approfondimenti sulle Ascendenze Genetiche Bantu

Combinando i dati di molti gruppi bantu, abbiamo visto che le popolazioni in Kenya e Mozambico mostrano anche porzioni significative di ascendenza bantu, dimostrando come queste ascendenze si siano diffuse nella regione. L'ascendenza Bantu orientale era più alta in Kenya e Tanzania, ma diminuiva più a sud e a ovest. Al contrario, l'ascendenza Bantu del sud-est aumentava verso sud e diminuiva verso ovest.

L'ascendenza Bantu occidentale era più prevalente nelle popolazioni del Gabon, Camerun e Sudafrica. È stata trovata una chiara correlazione tra la distribuzione geografica delle popolazioni umane e le loro distanze genetiche.

Anche se i nostri pazienti con TB provenivano tutti da Dar es Salaam, appartenevano a una varietà di gruppi etnici provenienti da diverse regioni della Tanzania. Questa diversità geografica era collegata a differenze genetiche tra i pazienti, rafforzando l'idea che la diversità genetica umana in Tanzania sia strutturata dalla geografia.

Abbiamo scoperto che per i pazienti tanzaniani con TB, l'ascendenza Bantu del sud-est aumentava da ovest a est, mentre l'ascendenza Bantu orientale mostrava la tendenza opposta. L'ascendenza genetica Bantu occidentale aumentava verso nord e diminuiva verso est.

#Genotipi MTBC in Tanzania

In precedenza, abbiamo trovato una vasta gamma di genotipi MTBC nei pazienti tanzaniani con TB, con quattro genotipi principali responsabili di un numero significativo di casi. Questi ceppi dominanti erano stati introdotti in Tanzania oltre 300 anni fa. Il genotipo più prevalente (L3.1.1) rappresentava circa il 39% dei casi di TB.

Nonostante la presenza di questi ceppi dominanti, non abbiamo trovato relazioni significative tra i diversi genotipi MTBC e la gravità delle malattie TB nei pazienti. Abbiamo utilizzato misure come punteggi radiografici, carico batterico e punteggi clinici per valutare la gravità della malattia, ma non abbiamo trovato correlazioni.

#Relazione tra Genotipi Umani e Batterici

Abbiamo anche esaminato se ci potessero essere fattori genetici dell'ospite che influenzassero il comportamento dei diversi genotipi MTBC. Confrontando i background genetici dei pazienti infettati con ceppi diversi, abbiamo trovato piccole differenze nelle loro proporzioni di ascendenza genetica. Non c'erano correlazioni significative tra le distanze genetiche umane e quelle dei batteri.

Questi risultati suggeriscono che la trasmissione e la durata dei periodi infettivi siano state più influenzate dai genotipi batterici piuttosto che dall'ascendenza genetica degli ospiti umani.

#Ascendenza Genetica Umana e Gravità della Malattia TB

Successivamente, abbiamo controllato se l'ascendenza genetica dei pazienti con TB influenzasse la gravità della malattia. Abbiamo condotto analisi di regressione logistica considerando tre diversi proxy per la gravità della TB, controllando fattori come età, sesso, stato HIV e altre condizioni di salute.

Nonostante le nostre aspettative, non abbiamo trovato prove che collegassero l'ascendenza genetica umana alla gravità della malattia TB tra i pazienti che abbiamo studiato.

#Effetto Combinato della Diversità Genetica Umana e MTBC

Per un gruppo più piccolo di 1.000 pazienti con TB, avevamo sia dati genetici umani che batterici disponibili. Mentre ricerche precedenti hanno indicato che le interazioni genetiche tra umani e batteri possono influenzare la gravità della TB, non abbiamo trovato supporto per questo nella nostra analisi.

Quando abbiamo aggiunto il genotipo MTBC dominante nei nostri modelli, insieme alla sua interazione con l'ascendenza umana, non sono stati osservati effetti significativi sulla gravità della TB.

#Conclusione

Il nostro studio indica che i pazienti con TB di Dar es Salaam hanno principalmente ascendenza genetica bantu con un'influenza genetica eurasiatica minima. Non abbiamo trovato prove che i background genetici dei pazienti o i ceppi MTBC abbiano influenzato significativamente la gravità della malattia TB, suggerendo che altri fattori come le condizioni sociali e ambientali giocano un ruolo più cruciale nella situazione della TB in Tanzania.

I risultati mostrano che, nonostante la diversità genetica presente in Tanzania, la popolazione di pazienti con TB che abbiamo studiato riflette principalmente migrazioni recenti e non cattura la piena gamma di diversità genetica umana sul continente. Tuttavia, i ceppi sottostanti di MTBC indicano che sono stati influenzati da molteplici introduzioni storiche e si sono adattati con successo alla popolazione locale nel tempo.

Questa comprensione sottolinea l'importanza di considerare sia la genetica umana che quella batterica negli sforzi di salute pubblica e mette in evidenza la necessità di affrontare i fattori sociali e ambientali che guidano la trasmissione e la gravità della TB in regioni come la Tanzania.