Micro-epidemiología molecular de las infecciones que contribuyen a mantener la transmisión de Plasmodium vivax en comunidades en vías de eliminación de la malaria en la Región Loreto

Abstract

La transmisión de la malaria sigue siendo un problema de salud pública persistente en la Amazonía peruana, reflejada en la alta morbilidad de casos causados por Plasmodium vivax dentro de un contexto de malaria residual a nivel micro-epidemiológico. Ante esta situación, resulta imperativo emplear herramientas como la genética y la genómica poblacional para comprender mejor los factores que mantienen la transmisión residual de la malaria. El objetivo principal de este estudio fue caracterizar molecularmente la micro-epidemiología de las infecciones por P. vivax que contribuyen a perpetuar la transmisión en comunidades remotas que están en proceso de eliminación de la malaria. En el primer capítulo de esta tesis, los resultados destacan la presencia de un 40% de infecciones submicroscópicas y una alta diversidad genética (He = 0.70 ± 0.10), sin cambios significativos entre los períodos 2013 y 2015-2016 (p-valor > 0.05), así como en otras métricas de diversidad genética. Además, se detectaron parásitos clonales, linajes de diferentes orígenes y flujo genético (Fst > 0.5), evidenciado por la introducción de parásitos genéticamente distintos. Este hallazgo motivó el desarrollo del segundo capítulo, que evaluó a los viajeros infectados y caracterizó los patrones de movilización humana, además de analizar la diversidad genómica poblacional y las relaciones genéticas de los parásitos recolectados en las comunidades de Libertad y Urcomiraño. Se encontró un 21% de infecciones por Plasmodium en los viajeros, de las cuales el 89% eran submicroscópicas. La movilidad humana resultó ser heterogénea, con desplazamientos frecuentes hacia Mazán, Iquitos y varias quebradas. Por último, los parásitos recolectados presentaron baja diversidad genómica, con poblaciones clonales (IBD = 90%), la presencia de flujo genético (Fst = 0.15-0.25) entre Libertad y Urcomiraño, y linajes clonales que se mantuvieron a lo largo del tiempo, en función de la proximidad geográfica y el momento de la recolección. En conclusión, tanto las infecciones submicroscópicas como la movilización humana parecen desempeñar un papel clave en el mantenimiento de la transmisión de la malaria residual, revelando nuevos aspectos, a nivel de la genética de los parásitos, que contribuyen con la micro-epidemiología de la malaria en las comunidades estudiadas.

Malaria transmission is a persistent public health problem in the Peruvian Amazon. This persistence is reflected in the increased morbidity of cases caused by P. vivax in a micro-epidemiological context of residual malaria within the Peruvian Amazon. For this reason, there is an urgent need to use tools such as population genetics and genomics to help explain the maintenance of residual malaria transmission at the micro- epidemiological level. The overall objective of this study was to molecularly characterize the micro-epidemiology of P. vivax infections that contribute to the maintenance of transmission in remote communities undergoing malaria elimination. The results in Chapter 1 of this thesis highlight the presence of 40% submicroscopic infections, with high genetic diversity (He=0.70 ± 0.10) with no significant changes (p-value>0.05) between 2013 and 2015-2016 and the other metrics of genetic diversity. Clonal parasites and lineages with different origins were also found, plus the presence of gene flow (Fst>0.5) evidenced by the entry of new genetically unrelated parasites. Due to this last finding, Chapter 2 of this thesis was developed, where the infected travelers were evaluated and the mobilization and human mobilization were characterized, and the population genomic diversity and genetic relationships of the parasites collected in Libertad and Urcomiraño were also evaluated. We found 21.0% of Plasmodium spp. infections in travelers, 89% of these infections were submicroscopic. Human mobilization was heterogeneous with frequent trips to Mazan, Iquitos and creeks. Finally, the parasites collected showed low genomic diversity, with clonal populations (IBD=90%), presence of gene flow (Fst=0.15-0.25) between Libertad and Urcomiraño, plus clonal lineages that have been maintained according to the time of collection and the geographic proximity to the collection site. In conclusion, submicroscopic infections as well as human mobilization are having a role in maintaining residual malaria transmission, at level of parasite genetics, that contributes with the malaria micro-epidemiology in the communities included in this study.