DIVERSIDAD GENÉTICA DE CUATRO ETNIAS AMERINDIAS COLOMBIANAS Y SU RELACIÓN CON LA ANCESTRÍA, SUBESTRUCTURA Y REGIONES CROMOSÓMICAS PREVIAMENTE ASOCIADAS AL CÁNCER
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Resumen en español
Introducción: Colombia, al Noroccidente Suramericano, es el segundo país con más etnias del continente, ya que sirvió de corredor para las migraciones amerindias a Suramérica. Gracias a su autonomía y autogobierno, las etnias conservan mucho de su cultura y ancestría genética. Aproximadamente un 86% de la población tiene una mezcla triparental, amerindia, europea mayormente de origen español y africana, importante en el cálculo del riesgo heredable a desarrollar enfermedades complejas como el cáncer, dadas las diferencias y similitudes relevantes entre etnias, que permiten buscar asociaciones entre la ancestría y el riesgo. El 4% de la población es indígena y vive en resguardos, capitanías y/o comunidades. Objetivo: Relacionar la diversidad genética de cuatro etnias amerindias colombianas con la subestructura poblacional y ancestría, genotipificando los 24 individuos menos consanguíneos de cada una, con el fin de explorar la relación entre la ascendencia y las variantes previamente asociadas al riesgo de desarrollar cáncer. Métodos: Comité de Bioética UT: aprobaciones del proyecto, cartas de información, consentimientos y demás documentos. Pedigríes: se construyeron con el programa Genopro y la información suministrada por los individuos de las comunidades en las entrevistas socioeconómicas; de los pedigríes se seleccionaron los individuos menos consanguíneos, usualmente los más ancianos, para estudiar la diversidad genética de cada comunidad y con el programa Pedigree Viewer se obtuvieron los datos de consanguinidad. Genotipado de SNPs de riesgo a desarrollar cáncer: Se seleccionaron de las bases de datos como el GWAS catalog, los datos se procesaron en el Centro Nacional de Genotipado (CEGEN), en Santiago de Compostela. Diversidad poblacional global y ancestría: se utilizaron los programas ADMIXTURE y PCA. Análisis y gráficos de los bloques en desequilibrio de ligamiento (LD): se realizaron con el software Haploview. Resultados: -Pedigríes de las 4 etnias-: los Wayuú fueron los más extensos y los Embera presentaron los mayores índices de consanguinidad con un valor de 0.028 seguido de Wayuú con 0.0081, en tercer lugar, los Nasa-Páez con 0.0017 y los Pijaos mostraron un valor de 0. -Ancestría y diversidad-: los análisis de PCA revelan que las 4 etnias están diferenciadas genéticamente; las comparaciones con las poblaciones ancestrales muestran una cercanía con las poblaciones asiáticas del Este y Sur. Los Nasa-Páez y Embera presentan una mayor proporción de ancestría nativo americana (Nasa-Páez: 0.855 y Embera: 0.747); los Pijao y Wayuú muestran grados más altos de mezcla (Pijao: 0.652 y Wayuú: 0.680). -Bloques de haplotipos para las 4 etnias, construidos con los SNPs de riesgo a cáncer-: las poblaciones Embera, Nasa-Páez y Wayuú, presentaron bloques de haplotipos más grandes que los Pijao y las poblaciones ancestrales de referencia (Embera: 11 SNPs asociados en un bloque de 92kb, Nasa-Páez: 15 SNPs asociados en un bloque de 99kb y Wayuú: 6 SNPs asociados en un bloque de 40kb), por ser comunidades cerradas con matrimonios y uniones entre individuos de la misma comunidad, que permiten la conservación de bloques en LD de mayor longitud, debido a que los procesos de mezcla y mestizaje generan puntos de ruptura en el genoma. Conclusiones: Los individuos de la misma población tienden a agruparse entre ellos. Las poblaciones colombianas comparten una misma ancestría, con las asiáticas del este en Siberia. Los Nasa-Páez y Embera son los más conservados. Los pedigríes revelan la consanguinidad de las comunidades Wayuú. Las altas frecuencias de SNPs de riesgo asociados al desarrollo de cáncer pueden reflejar procesos acumulados de deriva genética, ya que su impacto es escaso.
Resumen en ingles
Introduction: Colombia, in Northwestern South America, is the second most ethnically diverse country on the continent, serving as a corridor for Amerindian migrations to South America. Thanks to its autonomy and self-governance, ethnicities preserve much of their culture and genetic heritage. Approximately 86% of the population has a triparental mix —Amerindian, mainly of Spanish and African origin— crucial in calculating the hereditary risk of developing complex diseases like cancer, given the significant differences and relevant similarities among ethnicities. About 4% of the population is indigenous, residing in reserves, chieftaincies, and/or communities. Objective: Relate the genetic diversity of four Colombian Amerindian ethnic groups with the population substructure and ancestry, genotyping the 24 least consanguineous individuals of each, in order to explore the relationship between ancestry and the variants previously associated with the risk of developing cancer. Methods: UT Bioethics Committee: Project approvals, information letters, consents, and other documents. Pedigrees were built using the Genopro program and information provided by individuals in socio-economic interviews. From the pedigrees, the least consanguineous individuals were selected, usually the oldest, to study the genetic diversity of each community and with the Pedigree Viewer program, consanguinity data were obtained. Genotyping of cancer risk-associated SNPs: Selected from databases like the GWAS catalog, data processed at the National Genotyping Center (CEGEN) in Santiago de Compostela. Global population diversity and ancestry: ADMIXTURE and PCA programs were used. Analysis and graphics of linkage disequilibrium (LD) blocks: Conducted using Haploview software. Results: Pedigrees of the 4 ethnicities: Wayuú pedigrees were the most extensive and the Embera presented the highest indices of consanguinity with a value of 0.028 followed by Wayuú with 0.0081, in third place, the Nasa-Páez with 0.0017 and the Pijaos showed a value of 0. Ancestry and diversity: PCA analyses reveal that the four ethnicities are genetically differentiated, with proximity to East and South Asian populations in comparisons with ancestral populations. Nasa-Páez and Embera show a higher proportion of Native American ancestry (Nasa-Páez: 0.855 and Embera: 0.747); Pijao and Wayuú exhibit higher degrees of admixture (Pijao: 0.652 and Wayuú: 0.680). Haplotype blocks for the 4 ethnicities, constructed with cancer risk-associated SNPs: Embera, Nasa-Páez, and Wayuú populations presented larger haplotype blocks than Pijao and reference ancestral populations (Embera: 11 associated SNPs in a 92kb block, Nasa-Páez: 15 associated SNPs in a 99kb block and Wayuú: 6 associated SNPs in a 40kb block). This is attributed to closed communities with marriages and unions within the same community, allowing the conservation of longer LD blocks due to mixing and mestizaje processes generating breakpoints in the genome. Conclusions: Individuals from the same population tend to cluster together. Colombian populations share a common ancestry with East Asians in Siberia. Nasa-Páez and Embera populations are the most conserved. Pedigrees reveal consanguinity in Wayuú communities. High frequencies of cancer risk-associated SNPs may reflect accumulated genetic drift, given their limited impact. KEYWORDS: genetics, inheritance, indigenous population, typification, ancestry.
