Genética e Malária: Desvendando as Conexões
Esse estudo investiga como a genética influencia a gravidade da malária e as respostas imunológicas.
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Índice
A malária é uma doença séria transmitida por mosquitos. Todo ano, cerca de 215 milhões de pessoas no mundo contraem malária, e isso causa muitas mortes, especialmente em crianças menores de cinco anos na África subsaariana. A doença é causada por organismos minúsculos chamados parasitas protozoários da família Plasmodium. Existem vários tipos desses parasitas, mas o mais perigoso é o Plasmodium falciparum, que é responsável por quase todas as mortes relacionadas à malária. Outro tipo, o Plasmodium Vivax, causa uma forma menos grave de malária, mas ainda representa riscos à saúde em muitos lugares.
Impacto da Malária
A malária por P. Falciparum resulta em cerca de 400.000 a 600.000 mortes por ano. Embora muitos casos sejam leves, algumas pessoas desenvolvem sintomas graves, que podem incluir problemas no cérebro, anemia severa, dificuldade para respirar ou problemas nos rins. Os parasitas se multiplicam dentro das células vermelhas do sangue, e os problemas surgem quando as células infectadas grudam nas paredes dos vasos sanguíneos, causando obstruções e inflamações. Essa inflamação é crucial tanto para ajudar as células infectadas a aderirem aos vasos quanto para danificar os tecidos. Em casos graves, as células infectadas podem se acumular no cérebro, levando a inchaços perigosos e outras complicações.
A malária é uma das principais causas de morte em crianças há milhares de anos. Essa longa história influenciou nossos genes, com certos traços genéticos se tornando comuns em populações que vivem em áreas afetadas pela malária. Por exemplo, o traço de anemia falciforme e variações da alfa-talassemia podem ajudar a oferecer alguma proteção contra a doença, mesmo que possam causar problemas de saúde em pessoas com duas cópias do gene. A genética por trás da suscetibilidade à malária severa é complicada, e atualmente acredita-se que vários fatores genéticos trabalham juntos para influenciar a gravidade da doença.
Neutropenia Étnica Benigna
Pessoas de regiões propensas à malária costumam ter menos Neutrófilos, um tipo de glóbulo branco importante para combater infecções, em comparação com aquelas de outras áreas. Essa condição é chamada de neutropenia étnica benigna (NEB) e não é prejudicial. Ela é encontrada em muitas populações na África e no Oriente Médio, mas é rara entre os europeus. Surpreendentemente, um número menor de neutrófilos nessas populações não parece levar a um maior risco de infecções.
Pesquisadores descobriram que uma variação genética específica no receptor de antígeno Duffy, que o parasita da malária usa para entrar nas células vermelhas do sangue, é comum na África subsaariana. Essa variação pode explicar porque essas populações têm taxas mais baixas de malária por P. vivax. Esse receptor também ajuda a regular o número de neutrófilos na corrente sanguínea, o que levanta questões interessantes sobre a relação entre os níveis de neutrófilos e a malária.
Neutrófilos e Malária
Estudos recentes mostraram que os neutrófilos podem desempenhar um papel prejudicial na malária, ajudando as células infectadas a grudarem nos vasos sanguíneos e causando danos aos tecidos. No entanto, os neutrófilos também podem ajudar a eliminar parasitas e têm papéis em moldar como o sistema imunológico reage à malária. Esse papel duplo sugere que contagens mais baixas de neutrófilos podem impactar a gravidade da malária por P. falciparum, enquanto também oferecem alguma proteção contra P. vivax.
Para entender melhor essas relações, os pesquisadores querem preencher a lacuna usando estudos genéticos. Um método para fazer isso é chamado de randomização mendeliana, que usa variações genéticas para tirar conclusões sobre os efeitos de certos traços ou condições nos resultados de saúde, parecido com um ensaio controlado.
Design do Estudo
Neste estudo, os pesquisadores se enfocaram na contagem de neutrófilos em pessoas de ascendência africana de um grande banco de dados chamado UK Biobank. Eles começaram com mais de 6.000 indivíduos e filtraram aqueles sem dados de neutrófilos, chegando a quase 6.000 participantes. Em seguida, realizaram um estudo de associação genômica (GWAS) para identificar variantes genéticas ligadas às contagens de neutrófilos.
Para obter resultados confiáveis, os pesquisadores precisaram considerar vários fatores demográficos e genéticos em sua análise. Usaram um software específico para analisar dados genéticos e buscaram sinais genéticos independentes que poderiam estar afetando a contagem de neutrófilos.
Genética da Contagem de Neutrófilos
O GWAS identificou centenas de variantes genéticas ligadas aos níveis de neutrófilos. Os sinais mais fortes vieram de certas regiões do genoma, particularmente aquelas associadas ao receptor de antígeno Duffy. Ao entender essas mudanças genéticas, os pesquisadores podem concluir como elas se relacionam tanto com os níveis de neutrófilos quanto com a suscetibilidade à malária.
Para verificar a confiabilidade dessas descobertas, os pesquisadores as compararam com outros estudos envolvendo diferentes populações. Eles descobriram que seus resultados eram consistentes com pesquisas anteriores, dando mais peso às suas conclusões.
Entendendo a Variação dos Neutrófilos
Os pesquisadores também analisaram como as contagens de neutrófilos variavam entre diferentes grupos no estudo, encontrando diferenças que sugeriam como os antecedentes genéticos influenciam essas contagens. Eles reconheceram que ter um grupo bem misturado de participantes é essencial para resultados precisos do GWAS, já que a estrutura populacional pode impactar as descobertas.
Apesar dos desafios, eles acharam que sua abordagem de modelo misto linear era confiável para analisar os dados. Esse modelo ajuda a controlar as diferenças populacionais e permite que os pesquisadores obtenham insights sobre traços complexos.
Resultados da Randomização Mendeliana
Depois de identificar as principais variantes genéticas, os pesquisadores realizaram a randomização mendeliana para explorar como as contagens de neutrófilos poderiam influenciar a gravidade da malária. Eles usaram dados de um estudo separado para analisar casos graves de malária e verificaram se mudanças nos níveis de neutrófilos estavam conectadas à gravidade da doença.
Os resultados indicaram que aumentar as contagens de neutrófilos não elevou significativamente o risco de malária grave. Embora os dados sugerissem alguns possíveis vínculos, eles não eram definitivos, ressaltando a necessidade de mais estudos em larga escala.
Implicações e Direções Futuras
O estudo destaca como a genética desempenha um papel no risco e na gravidade da malária. Variantes genéticas ligadas a contagens de neutrófilos mais baixas mostram a complexidade de como nossos corpos respondem a infecções. Entender essas dinâmicas pode ajudar os pesquisadores a desenvolver estratégias melhores para tratar e prevenir doenças como a malária em populações afetadas.
Estudos futuros devem envolver grupos maiores de participantes, especialmente aqueles de regiões africanas, para fornecer insights mais abrangentes. Essa pesquisa pode, em última análise, ajudar a melhorar os resultados de saúde para comunidades que vivem em áreas endêmicas de malária.
Conclusão
Em conclusão, a malária continua sendo um grande desafio de saúde, especialmente para crianças pequenas na África. Variações genéticas podem influenciar o risco e a gravidade da doença de uma pessoa, especialmente em relação às respostas imunológicas. A pesquisa sobre contagens de neutrófilos revela interações complexas entre genética e saúde, enfatizando a necessidade de estudos mais extensos.
Ao investigar essas relações, os cientistas podem trabalhar para entender melhor a malária e elaborar estratégias eficazes para combater seu impacto nas populações vulneráveis.
Título: Investigating a causal role for neutrophil count on P. falciparum severe malaria: a Mendelian Randomization study
Resumo: BackgroundMalaria caused by P. falciparum imposes a tremendous public health burden on people living in sub-Saharan Africa. Severe malaria is associated with high morbidity and mortality and results from complications such as cerebral malaria, severe anaemia or respiratory distress. Individuals living in malaria endemic regions often have a reduced circulating neutrophil count due to a heritable phenomenon called benign ethnic neutropenia (BEN). Neutrophils defend against bacterial infections but have been shown to be detrimental in pre-clinical malaria models, raising the possibility that reduced neutrophil counts modulate severity of malaria in susceptible populations. We tested this hypothesis by performing a genome-wide association study (GWAS) of circulating neutrophil count and a Mendelian randomization (MR) analysis of neutrophil counts on severe malaria in individuals of predominantly African ancestry. ResultsWe carried out a GWAS of neutrophil count in individuals associated to an African continental ancestry group within UK Biobank (N=5,976). We identified previously unknown loci regulating neutrophil count in a non-European population. This was followed by a two-sample bi-directional MR analysis between neutrophil count and severe malaria (MalariaGEN, N=17,056). We identified 73 loci (r2=0.1) associated with neutrophil count, including the well-known rs2814778 variant responsible for BEN. The greatest evidence for an effect was found between neutrophil count and severe anaemia, although the confidence intervals crossed the null. MR analyses failed to suggest evidence for an effect of the combined severe malaria syndromes or individual subtypes (severe malaria anaemia, cerebral malaria, other severe malaria) on neutrophil count. ConclusionOur GWAS of neutrophil count revealed unique loci present in individuals of African ancestry. We note that a small sample-size reduced our power to identify variants with low allele frequencies and/or low effect sizes in our GWAS. Our work highlights the need for conducting large-scale biobank studies in Africa and for further exploring the link between neutrophils and severe malarial anemia.
Autores: Andrei-Emil Constantinescu, D. A. Hughes, C. J. Bull, K. Fleming, R. E. Mitchell, J. Zheng, S. P. Kar, N. J. Timpson, B. Amulic, E. E. Vincent
Última atualização: 2023-09-07 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.06.23295065
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.06.23295065.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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