Population Genomics of Plasmodium vivax: levels and mechanisms of genetic diversity in America.

Malária é um problema de saúde pública global. No Brasil, Plasmodium vivax é o causador de 85% dos 142 mil casos de malária relatados em 2013. Estudos genômicos tem o potencial de complementar os estudos in vitro, provendo novas oportunidades para o descobrimento de alvos para vacinas e drogas, além de auxiliar em testes de expressão de genes. Deste modo, este projeto teve como objetivos, a partir do sequenciamento de 9 genomas nucleares de isolados simpátricos brasileiros de P. vivax coletados entre 2012 e 2013, avaliar: (a) os níveis e os potenciais mecanismos de geração de diversidade genética utilizando polimorfismos de base única (SNPs), (b) os níveis de estrutura populacional na população brasileira simpátrica em comparação com outras regiões da América, (c) os loci sob pressão seletiva. Utilizamos técnicas de sequenciamento de nova geração associadas à identificação de marcadores moleculares do tipo SNPs e análises subsequentes de diversidade, estrutura populacional e de evidências de seleção natural. Nossos resultados mostraram a população do Brasil compartilhando mais ancestrais com a do Peru, bem como a da Colômbia compartilhando mais ancestrais com a do México. Genes de famílias previamente descritas como hipervariáveis foram observados com os maiores valores de diversidade; alguns genes envolvidos com a interação parasitohospedeiro apresentaram evidência de seleção balanceada, a partir do valor D de Tajima. A alta frequência de recombinação meiótica encontrada em amostras das populações de parasitos, apesar da baixa transmissão local de malária, resultou no declínio do desequilíbrio de ligação entre pares de SNPs situados em uma distância de 50 pares de bases ao longo do mesmo cromossomo. Os dados apresentados corroboram com dados prévios de análises com uso de SNPs, complementando as informações sobre diversidade em escala genômica de populações de P. vivax nas Américas.Malaria is a public health problem worldwide. In Brazil, Plasmodium vivax is responsible for 85% of the 142 thousand malaria cases reported in 2013. Genomic studies complement in vitro experiments, providing new opportunities for the discovery of targets for vaccines and drugs, as well as enabling gene expression tests. Our objectives for this project, using genome sequences from 9 P. vivax Brazilian sympatric isolates collected between 2012 and 2013, were to evaluate the: a) genetic diversity levels and potential generating mechanisms using single nucleotide polymorphisms (SNPs); b) population structure levels in the Brazilian population in comparison with other regions in America; c) loci under selective pressure. We used new generation sequencing techniques in association with the identification of SNPs as molecular markers, and subsequent analysis of diversity , population structure and natural selection. Our results show the Brazilian population sharing more ancestrals with Peru, and in addition Colombia sharing more ancestrals with Mexico. Families of genes previously described as hyper variable were observed to have the same diversity values and some genes involved in the host-parasite interaction presented evidences of positive selection, considering Tagima`s D. The high meiotic recombination frequency found in the parasite population samples, despite local low transmission, produced a decrease in the linkage disequilibrium between SNPs pairs located in the same chromosome at a 50 base pairs distance.The results presented here corroborate previous results using SNPs analysis, complementing knowledge on diversity at a genomic scale of P. vivax in the Americas