Adaptation to the Andean and Amazonian environments and the medical relevance of genetic diversity in Native South Americans

Abstract

Após a chegada dos primeiros povos na América do Sul, vários grupos culturais foram formados levando ao surgimento de sociedades complexas em diferentes áreas ecológicas. Mais tarde, a chegada dos europeus levou a um processo de miscigenação que contribuiu para a estrutura genômica de várias populações atuais. A inclusão da variabilidade genética dessas populações nos estudos genéticos contribui para a melhor compreensão da história humana, bem como para resolver questões biomédicas, como suscetibilidade a doenças, resposta a tratamentos médicos e elucidação de fenótipos complexos. No entanto, as populações sul-americanas permanecem sub-representadas. Esta tese apresenta trabalhos que contribuem para mudar esse cenário. O primeiro capítulo é uma revisão da história da humanidade no continente, contada pela genética de populações atuais e antigas, desde a chegada dos primeiros seres humanos até o processo de miscigenação. No segundo capítulo, apresento o principal projeto que desenvolvi durante meu doutorado, focado na adaptação aos ambientes dos Andes e da Amazônia e na relevância médica da diversidade genética dessas populações. Ao aplicar testes de varredura genômica para seleção natural em um grande conjunto de dados de populações nativas do Peru (177 indivíduos genotipados para 2,5 M SNPs), identificamos: nos Andes, os genes HAND2-AS1 (relacionados à função cardiovascular) e DUOX2 (relacionada à função tireoidiana e imunidade inata); na Amazônia, o gene que codifica a proteína CD45, essencial para o reconhecimento de antígenos pelos linfócitos T/B na interação vírus-hospedeiro. Através da análise da diferenciação genética (Estatísticas F) entre populações nesses dois ambientes, identificamos diferenças acentuadas na frequência de variantes de relevância biomédica relatadas no GWAS Catalog (TMPRSS6) e PharmGKB (ABCG2). No terceiro capítulo, apresento três artigos nos quais participei analisando populações americanas nativas e miscigenadas. Os dois primeiros exploram o mosaico dos genomas das populações americanas miscigenadas para fazer inferências sobre a história da diáspora africana no continente americano, e para detectar variantes associadas ao IMC realizando um admixture mapping em coortes populacionais brasileiras. Por fim, apresento um artigo desenvolvido no contexto da atual pandemia de COVID-19 que avalia a diversidade genética de genes relacionados à SARS em nativos da América do Sul.