Diversidade Genética em Pacientes com Tuberculose na Tanzânia

A África tem a maior diversidade genética entre os humanos. Essa diversidade vem de muitos grupos étnicos e linguísticos diferentes que vivem no continente. A longa história da evolução humana na África e a grande população levaram a essa variedade. Nos últimos anos, a migração e a mistura entre esses grupos também tiveram papel importante, criando algumas semelhanças entre eles. As populações africanas de hoje costumam ter uma mistura de diferentes ancestrais.

Um evento de migração significativo que mudou a população na África é conhecido como a 'expansão Bantu'. Pessoas que falam Bantu se mudaram da África Central para o sul e leste, trazendo métodos de cultivo e se misturando com caçadores-coletores e pastores locais. Estudos mostram que ainda existem algumas diferenças notáveis entre os grupos de fala Bantu, mas a mistura com as populações locais afetou como eles reagem a doenças.

As doenças, especialmente as infecciosas, têm sido fatores importantes na evolução humana. Por causa disso, como as pessoas reagem a doenças pode variar bastante entre diferentes populações. Estudos genéticos recentes apontaram mutações específicas que podem mudar a probabilidade de alguém contrair certas doenças infecciosas, como a tuberculose (TB), que ainda é a principal causa de morte por um único agente infeccioso.

As bactérias responsáveis pela TB pertencem a um grupo chamado complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC), que tem dez linhagens adaptadas para infectar humanos, e várias outras linhagens que infectam animais. Enquanto a TB é um problema global, as linhagens que afetam humanos são encontradas em diferentes partes do mundo. Algumas linhagens são muito comuns em todo o mundo, enquanto outras estão limitadas a regiões específicas. Por exemplo, algumas linhagens são mais comuns ao redor do Oceano Índico ou são vistas principalmente em certas áreas da África.

A relação entre as bactérias que causam TB e as populações humanas que elas infectam é complexa. Pesquisas mostram que as cepas de TB podem estar intimamente ligadas ao histórico geográfico dos pacientes. Essa conexão pode ser rompida em pessoas que também estão infectadas com HIV. Diferentes cepas das bactérias também têm características diferentes, afetando como a doença progride, como se espalha e como se manifesta nos pacientes.

A variabilidade em como as pessoas respondem à TB também pode ser rastreada de volta para seus históricos genéticos. Certos genes em diferentes populações podem torná-las mais suscetíveis à TB, e grupos específicos mostraram diferentes níveis de risco para desenvolver a doença. Junto a essa diversidade genética, muitos fatores como má nutrição, HIV, diabetes, pobreza, tabagismo e uso de álcool também desempenham papéis importantes na propagação e gravidade da TB.

Embora tenham sido feitos muitos estudos sobre como fatores individuais se relacionam com a TB, não houve muitos que olhassem todos esses elementos juntos.

Neste estudo, analisamos os históricos genéticos de pacientes com TB em Dar es Salaam, Tanzânia. Nosso objetivo era entender a ancestralidade genética desses pacientes, identificar as bactérias da TB que os afetavam e ver como esses dois fatores se relacionam com a gravidade de suas doenças.

#Ancestralidade genética de pacientes com TB da Tanzânia

Estimamos ancestralidades genéticas para 7.479 indivíduos de 249 populações, incluindo 1.444 pacientes com TB da Tanzânia. Usamos dados de 53.255 SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único). A análise revelou três principais ancestralidades genéticas entre os pacientes tanzanianos com TB.

A ancestralidade genética mais significativa foi chamada de “Bantu do Sudeste”, que contribuiu com uma média de 44%. Essa ancestralidade também é prevalente entre outros grupos de fala Bantu no Sul e Sudeste da África. A próxima ancestralidade mais comum foi a “Bantu do Leste”, representando cerca de 22%. Essa ancestralidade é comum em populações do Quênia. Também foi encontrada uma ancestralidade “Bantu do Oeste” em pacientes tanzanianos, com uma média de 9%, sendo mais comum entre grupos Bantu da África Central Ocidental.

Outras ancestralidades menos comuns incluíram contribuições menores de populações nigerianas, populações do Chade e Sudão, e grupos de caçadores-coletores da África Ocidental. No geral, os pacientes tanzanianos com TB mostraram pouca ancestralidade não africana, com uma média de cerca de 5%, e muito poucos pacientes tinham mais de 30% de ancestralidade não africana.

Essa análise genética indicou que a maioria dos pacientes com TB na Tanzânia era principalmente de descendência Bantu, refletindo uma mistura de diferentes componentes Bantu.

#Insights sobre as Ancestralidades Genéticas Bantu

Ao combinar dados de muitos grupos Bantu, vimos que populações no Quênia e Moçambique também mostraram porções significativas de ancestralidade Bantu, mostrando como essas ancestralidades se espalharam pela região. A ancestralidade Bantu do Leste foi mais alta no Quênia e na Tanzânia, mas diminuiu mais ao sul e oeste. Em contraste, a ancestralidade Bantu do Sudeste aumentou em direção ao sul e diminuiu em direção ao oeste.

A ancestralidade Bantu do Oeste foi mais prevalente em populações do Gabão, Camarões e África do Sul. Foi encontrada uma clara correlação entre a distribuição geográfica das populações humanas e suas distâncias genéticas.

Mesmo que nossos pacientes com TB fossem todos de Dar es Salaam, eles pertenciam a uma variedade de grupos étnicos de diferentes regiões dentro da Tanzânia. Essa diversidade geográfica estava ligada a diferenças genéticas entre os pacientes, reforçando a ideia de que a diversidade genética humana na Tanzânia é estruturada pela geografia.

Descobrimos que, para os pacientes tanzanianos com TB, a ancestralidade Bantu do Sudeste aumentava do oeste para o leste, enquanto a ancestralidade Bantu do Leste mostrava a tendência oposta. A ancestralidade genética Bantu do Oeste aumentava em direção ao norte e diminuía em direção ao leste.

#Genótipos do MTBC na Tanzânia

Já encontramos uma grande variedade de genótipos do MTBC em pacientes tanzanianos com TB, com quatro genótipos principais sendo responsáveis por um número significativo de casos. Essas cepas dominantes foram introduzidas na Tanzânia há mais de 300 anos. O genótipo mais prevalente (L3.1.1) representava cerca de 39% dos casos de TB.

Apesar da presença dessas cepas dominantes, não encontramos relações significativas entre os diferentes genótipos do MTBC e a gravidade das doenças de TB nos pacientes. Usamos medidas como pontuações de raios-X, carga bacteriana e pontuações clínicas para avaliar a gravidade da doença, mas não encontramos correlação.

#Relação entre Genótipos Humanos e Bacterianos

Também investigamos se poderia haver fatores genéticos do hospedeiro afetando como os diferentes genótipos do MTBC se comportavam. Ao comparar os históricos genéticos de pacientes infectados com diferentes cepas, encontramos pequenas diferenças nas proporções de ancestralidade genética. Não houve correlações significativas entre as distâncias genéticas humanas e as das bactérias.

Essas descobertas sugerem que a transmissão e a duração dos períodos infecciosos foram mais influenciadas pelos genótipos bacterianos do que pela ancestralidade genética dos hospedeiros humanos.

#Ancestralidade Genética Humana e Gravidade da Doença TB

Em seguida, verificamos se a ancestralidade genética dos pacientes com TB influenciava a gravidade da doença. Realizamos análises de regressão logística considerando três diferentes proxies para a gravidade da TB, enquanto controlávamos fatores como idade, sexo, status de HIV e outras condições de saúde.

Apesar das nossas expectativas, não encontramos evidências ligando a ancestralidade genética humana à gravidade da doença de TB entre os pacientes que estudamos.

#Efeito Combinado da Diversidade Genética Humana e do MTBC

Para um grupo menor de 1.000 pacientes com TB, tínhamos dados genéticos humanos e bacterianos disponíveis. Embora pesquisas anteriores tenham indicado que interações genéticas entre humanos e bactérias possam impactar a gravidade da TB, não encontramos suporte para isso em nossa análise.

Quando adicionamos o genótipo dominante do MTBC em nossos modelos, juntamente com sua interação com a ancestralidade humana, não foram observados efeitos significativos na gravidade da TB.

#Conclusão

Nosso estudo indica que pacientes com TB de Dar es Salaam têm principalmente ancestralidade genética Bantu, com mínima influência genética eurasiática. Não encontramos evidências de que os históricos genéticos dos pacientes ou as cepas do MTBC impactassem significativamente a gravidade da doença de TB, sugerindo que outros fatores, como condições sociais e ambientais, desempenham um papel mais crucial na situação da TB na Tanzânia.

Os resultados mostram que, apesar da diversidade genética presente na Tanzânia, a população de pacientes com TB que estudamos reflete principalmente migrações recentes e não captura toda a gama de diversidade genética humana no continente. As cepas subjacentes do MTBC, no entanto, indicam que foram influenciadas por múltiplas introduções históricas e se adaptaram com sucesso à população local ao longo do tempo.

Essa compreensão enfatiza a importância de considerar a genética humana e bacteriana nos esforços de saúde pública e destaca a necessidade de abordar os fatores sociais e ambientais que impulsionam a transmissão e gravidade da TB em regiões como a Tanzânia.