Diversidad genética de Plasmodium falciparum de pacientes del distrito de Río Santiago, provincia Condorcanqui, Amazonas, 2019 – 2022

Abstract

Malaria es un importante problema de salud pública en la región Amazonas, con 7.489 casos notificados entre el 2018 y 2023. Más del 98% de estos casos fueron notificados en el distrito de Río Santiago, donde residen comunidades indígenas a orillas del río Santiago, sin electricidad, agua potable, ni acceso vial. En el 2019 se reportó un brote de P. falciparum en este distrito, que no había reportado casos producidos por esta especie durante más de una década. En el presente trabajo, se analizaron 62 muestras positivas para P. falciparum de comunidades de Río Santiago entre el 2019 y 2022. Las muestras se sometieron a una amplificación y secuenciación selectiva del genoma completo, teniendo como resultado 52 genomas de alta calidad. La clonalidad se evaluó mediante el índice de fijación de infecciones (Fws). La diversidad genética se calculó utilizando la heterocigosidad esperada (He) y la diversidad de nucleótidos (π). Para evaluar la estructura poblacional se utilizó el Análisis de Componentes Principales (PCA), utilizando 4.072 polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs). Como resultado, la mayoría de las muestras fueron monoclonales (Fws>0,75), existiendo solo una muestra policlonal (Fws=0,68). Las muestras exhibieron una baja diversidad genética, con una baja heterocigosidad (He=0,19) para SNPs y una diversidad nucleotídica baja (π <0,002). Adicionalmente, el análisis de PCA reveló un grupo distinto en el que la muestra policlonal se separó del grupo principal. En conclusión, nuestro estudio evidencia un evento de expansión clonal de P. falciparum en Río Santiago, lo cual es consistente con una introducción reciente de esta especie en el distrito.

Malaria is a major public health problem in the Amazonas region, with 7,489 reported cases between 2018 and 2023. More than 98% of these cases were reported in the Río Santiago district, where indigenous communities reside along the Santiago River, lacking electricity, potable water, and road access. In 2019, an outbreak of Plasmodium falciparum was reported in this district, which had not recorded cases caused by this species for over a decade. In this study, 62 P. falciparum-positive samples from Rio Santiago communities collected between 2019 and 2022 we analyzed. The samples underwent selective whole-genome amplification

and sequencing, resulting in 52 high-quality genomes. Clonality was assessed using the within- host fixation index (Fws). Genetic diversity was calculated using expected heterozygosity (He)

and nucleotide diversity (π). To evaluate the population structure, Principal Component Analysis (PCA) was used, using 4,072 single nucleotide polymorphisms (SNPs). As a result, most samples were monoclonal (Fws > 0.75), with only one polyclonal sample (Fws = 0.68). The samples exhibited low genetic diversity, with low heterozygosity (He = 0.19) for SNPs and low nucleotide diversity (π < 0.002). Additionally, PCA revealed a distinct group in which the polyclonal sample separated from the main cluster. In conclusion, our study provides evidence of a P. falciparum clonal expansion event in Rio Santiago, which is consistent with a recent introduction of this species into the district.