Detección de hemoglobina S en población neoespartana autóctona mediante HPLC y estimación del aporte africano presente en esta población híbrida actual.

Tany Fonseca-Pérez, MSc. en Genética Humana.
Elvis Fernando Pérez Duque, Licenciado en Biología
Universidad de Oriente, Núcleo Nueva Esparta

Palabras clave: Hemoglobina S, HbS, Venezuela, Nueva Esparta, Neoespartanos, HPLC, aporte africano

Key words: Hemoglobin S, HbS, Venezuela, Nueva Esparta, Neoespartan, HPLC, African contribution

Resumen:

La hemoglobina S surge por mutación en el continente africano y ha sido diseminada por migración a otras poblaciones a nivel mundial. Su cuantificación en poblaciones híbridas permite estimar el aporte africano de las mismas. La población neoespartana híbrida actual es resultado de los aportes étnicos: amerindio, europeo y africano. Mediante HPLC (“High Performance Liquid Chromatography”) de muestras de sangre se determinó la presencia de hemoglobina S en una muestra genéticamente independiente de 100 individuos neoespartanos autóctonos (con cuatro abuelos neoespartanos). Se estimó un frecuencia de 1,0% para el alelo HbS y un aporte africano 14% en la población neoespartana actual.

Abstract:

Hemoglobin S originated in Africa and from there it has been disseminated by migration to other world populations. Its quantification in hybrid populations leads to the estimation of their African contribution. Neoespartan hybrid population is the result of three mayor ethnical contributions: Amerindian, European and African. The presence of Hemoglobin S was detected through HPLC in blood samples from 100 genetically independent Neoespartans (each with four Neospartan grandparents). A 1,0% frequency for the HbS allele and a 14% of African contribution to Neoespartans, was estimated.

Introducción:

La hemoglobina es la molécula sanguínea responsable del transporte de oxígeno. Es un tetrámero constituido por cuatro cadenas peptídicas, cada una de las cuales está asociada a un grupo “hemo” que contiene a su vez un átomo de hierro al que se une el oxígeno. La principal hemoglobina normal del adulto es la hemoglobina A (HbA), constituida por dos cadenas alfa y dos beta. Existen cientos de variantes hemoglobínicas surgidas por mutaciones ocurridas en los genes globínicos. Muchas de estas variantes se consideran normales pues su funcionalidad no está alterada; otras son anormales y dan origen a los desórdenes hereditarios más comunes que afectan al hombre (Lehmann y Hunstman, 1974).

Las variantes hemoglobínicas han sido ampliamente estudiadas en muchas poblaciones a nivel mundial. En poblaciones híbridas las frecuencias de algunas de estas variantes, pueden ser empleadas para la estimación de los aportes étnicos presentes en dichas poblaciones.

La población “general” venezolana es un claro ejemplo de población híbrida, producto del mestizaje de tres aportes étnicos mayoritarios: amerindio, europeo (español) y africano. Las proporciones de contribución de estos aportes varían ampliamente de acuerdo a la región geográfica en cuestión. Esto obedece a la marcada heterogeneidad en los asentamientos poblacionales de la época colonial. Para esa fecha existían en Venezuela los llamados “pueblos de Indios”; asentamientos de población amerindia de la misma o distintas etnias. Como ejemplo de estos últimos puede mencionarse en Nueva Esparta a la población de los Guaqueríes del Puerto de la Mar, conocida como comunidad indígena Francisco Fajardo, que abarcaba lo que actualmente es El Poblado, Palguarime y La Cruz Grande del Municipio Mariño. (Gómez, A.F., 2004; 14). En la Venezuela colonial existían, por otra parte, las grandes haciendas cocaoteras trabajadas principalmente por esclavos africanos e incluso las “Cumbes” o asentamientos de esclavos negros fugitivos, como por ejemplo diversas poblaciones de Barlovento, Estado Miranda. Adicionalmente estaban los asentamientos mixtos en los que convivían representantes de las tres etnias: amerindios, africanos y europeos (españoles), en distintas proporciones (Siso, 1986; Cunill Grau, 1987).

Según datos históricos, la población de Nueva Esparta es el resultado de la hibridación de su población amerindia originaria, los Guaqueríes, con los colonizadores europeos (principalmente españoles, portugueses y canarios) y en menor proporción con pobladores africanos traídos durante la colonia como esclavos (Humbolt, 1814; Cunill Grau, 1987; Gómez, 2004).

La variante estructural más importante de la hemoglobina A (HbA) es la hemoglobina S (HbS), originada por una mutación puntual en el codón 6 de la cadena beta-globínica que produce una sustitución Glu (GAG) por Val (GTG). Esta mutación se originó en África y de allí ha sido diseminada por migración a diversas poblaciones a nivel mundial (Kan y Dozy, 1978). En su estado homocigoto produce anemia severa, llamada drepanocítica o de células falciformes, debido a que por la insolubilidad de esta hemoglobina, los glóbulos rojos adquieren forma de hoz (Nagel, 1984).

La frecuencia de la hemoglobina S (HbS) varía a nivel mundial. En el continente africano, su sitio de origen, la frecuencia de hemoglobina S (HbS) va de 0,0% a 15% dependiendo de la región geográfica en cuestión, estando correlacionada con las zonas endémicas de malaria. Esto puede explicarse por el fenómeno conocido como ventaja del heterocigoto: la condición heterocigota para hemoglobina S (HbS) confiere cierta protección contra la malaria (Kan y Dozy, 1978; Kreuels y col., 2010). La frecuencia de hemoglobina S (HbS) en la población amerindia colonial puede asumirse como nula, si se considera su ausencia total en la población asiática, ancestros que por migración a través del estrecho de Bering poblaron el continente americano y su ausencia también en poblaciones amerindias actuales en las que el mestizaje es ínfimo o nulo. (Nagel, 1984; Arends y col., 1991, p. 110-120). De igual forma la presencia de hemoglobina S (HbS) en población europea de la época colonial se asume como nula. De hecho las bajas frecuencias encontradas en algunas poblaciones europeas actuales, como es el caso de España, pueden atribuirse a recientes migraciones africanas a estos territorios (Dulín Íñiquez y col., 2003). En consecuencia la presencia de hemoglobina S (HbS) en la población venezolana actual puede interpretarse como resultado del aporte africano a la misma.

La condición heterocigota AS en ocasiones pasa desapercibida y es diagnosticada como hallazgo casual. Sin embargo se sabe que en condiciones de baja tensión de oxígeno, como los vuelos en aviones no presurizados, el buceo, o la anestesia general y/o procesos neumónicos, se puede inducir la aparición de hematuria e infartos esplénicos en estos heterocigotos (Nagel, 1984). Adicionalmente se ha reportado recientemente la asociación de la condición heterocigota AS, con la enfermedad neumocócica invasiva; registrándose un mayor riesgo de aparición de la enfermedad en estos portadores respecto a individuos con hemoglobina normal (Poehling y col., 2010).

Objetivos:

Determinar la frecuencia de hemoglobina S (HbS) en una muestra neoespartana autóctona.
Comparar las frecuencias de hemoglobina S (HbS) con las de otras regiones del país.
Estimar el aporte africano presente en la población neoespartana autóctona actual, en base a la frecuencia de hemoglobina S (HbS) encontrada.
Comparar el aporte africano estimado con otras estimaciones reportadas y con los datos históricos.

Metodología:

Muestra:

Se seleccionaron y estudiaron 100 donantes voluntarios de sangre, que asistieron al Banco de Sangre del Hospital Luis Ortega de Porlamar (HLOP) entre los años 2006-2008. Esta muestra abarca un total de 5 mujeres y 95 hombres de edades comprendidas entre los 18 y 54 años (media: 32,94; desviación estándar: 8,11).

En el Hospital Luis Ortega de Porlamar (HLOP), antes de efectuarse una donación, todo potencial donante es interrogado con el fin de excluir a cualquier individuo con una ó más de las siguientes condiciones: mayor de 60 años, peso corporal menor de 45kg, anémico, diabético, hipertenso, chagásico, que haya padecido hepatitis, homosexual, drogadicto o con presencia de otras enfermedades concurrentes clínicamente significativas. A partir de los donantes aceptados, se seleccionaron los integrantes de la muestra de estudio bajo los siguientes criterios: individuos con cuatro abuelos nacidos en Nueva Esparta (para garantizar la procedencia de los genes en al menos tres generaciones), con ausencia de parentesco próximo entre sus padres y ausencia de parentesco próximo con respecto a los demás integrantes de la muestra, garantizándose así una muestra genéticamente independiente.

Metodología:

Se extrajeron aproximadamente 5cc de sangre a cada donante y se agregaron en tubo con EDTA disódico como anticoagulante. Se exploró la presencia de variantes hemoglobínicas y se cuantificó la hemoglobina glicosilada (HbA1c) (Fonseca-Pérez y col., 2009) en cada una de las muestras de sangre mediante HPLC (Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia) en el Equipo Automatizado D-10TM Dual Program de BIO-RAD. Se empleó el juego completo de reactivos sugerido para este equipo, por la misma casa comercial (BIO-RAD, 2005).

Las variantes hemoglobínicas son detectadas en este sistema por variaciones en los tiempos de retención en la columna de intercambio iónico. El reporte generado por el equipo, refleja el porcentaje de hemoglobina glicosilada respecto del total de hemoglobina y los porcentajes de las variantes hemoglobínicas presentes en las muestras respecto del total. La variante hemoglobínica considerada en la presente investigación, la hemoglobina S (HbS), es reconocida y claramente reportada por el equipo antes mencionado (BIO-RAD, 2005).

Se estimó el aporte étnico de población africana, presente en la población neoespartana autóctona actual, en función de la frecuencia encontrada de hemoglobina S (HbS) en la muestra, empleando el método de identidad génica descrito por Chakraborty (1985). Para el cálculo se consideró nula la frecuencia de hemoglobina S (HbS) en las poblaciones amerindia y europea (española) para la época de la colonia. Dado que la población africana traída a América durante la colonia provenía predominantemente de Ghana, Nigeria, Senegal y Costa de Marfil (Acosta Saignes, 1955), se consideró como frecuencia africana de hemoglobina S (HbS), 7%, frecuencia ponderada de las poblaciones mencionadas (Webb, 2005).

Resultados:

En la muestra poblacional analizada, constituida por 100 individuos, se encontraron dos portadores de hemoglobina S (HbS), es decir una frecuencia de portadores de 2% y una frecuencia génica del 1% para el alelo hemoglobina S (HbS).

En base a la frecuencia de HbS encontrada en la muestra, se estimó el aporte africano presente en la población neoespartana actual, mediante el método de identidad génica de Chakraborty (1985), como sigue: 

Respecto a la población africana traída al nuevo mundo, principal fuente de variantes hemoglobínicas, se sabe que fueron muchas las etnias africanas que llegaron a Margarita, para ayudar o sustituir a los indios en el buceo de las pesca de perlas. Después de ser abandonada Cubagua, los negros fueron trasladados a Macanao donde se establecieron nuevas rancherías de la pesca de perlas. En 1603, los negros de las rancherías de Macanao se alzaron, eligieron a una hechicera como su reina y huyeron hacia costa Firme donde fueron perseguidos y exterminados. Antes y después de acabarse la explotación pesquera en Margarita, muchos negros fueron llevados a las plantaciones de los valles insulares, muy particularmente al de la Asunción. (Gómez, 2004; p. 19). Posteriormente en 1885, a raíz de un alzamiento en la isla de Margarita, ésta fue invadida por tropas de tierra firme, en la que dominaban los reclutas “negros” (Cunill Grau, 1987; p. 3: 1774).

Para estimar la proporción del aporte africano presente en la población neoespartana autóctona actual, se empleó, como se detalló anteriormente, la frecuencia de HbS encontrada en esta investigación, en el método de identidad génica de Chakraborty (1985). El aporte africano así calculado resultó ser de 14%.

El aporte étnico de la población de Nueva Esparta, ha sido estimado por otros autores mediante distintos sistema genéticos. Layrisse en su trabajo de 1958 en la población Francisco Fajardo, estimó un aporte amerindio de 40% en base al factor Diego Dia, un aporte europeo de 45% en base al cromosoma r (cde) del sistema Rh y el gen A del sistema ABO y un aporte africano de 12%, empleando para esta estimación el cromosoma Ro cDe del sistema Rh. Este último valor es ligeramente inferior al encontrado en esta investigación.

Por su parte, Rodríguez –Larralde y col. (2001), en un estudio de grupos sanguíneos ABO y Rh, reportan un componente africano, para la “población general” venezolana de 12,6%. Y aportes africano 24,7/%; español 42,3% y amerindio de 33,0% para la región oriental (estados Anzoátegui, Bolívar, Monagas, Sucre y Nueva Esparta). Sin embargo no discriminan entre un Estado y otro. El valor encontrado en la presente investigación se asemeja al correspondiente a la población general venezolana y es marcadamente inferior al reportado para los estados orientales. Esto es atribuible a una mayor presencia de esclavos africanos y en consecuencia de aporte africano, en los otros estados orientales mencionados, en comparación con Nueva Esparta (Humbolt, 1814).

Adicionalmente, Vívenes de Lugo y col. (2004) estudian en una muestra de 75 individuos procedentes de la región oriental venezolana, específicamente de los Estados Sucre y Nueva Esparta, 3 marcadores STR y los grupos sanguíneos ABO y Rh. En base a sus resultados estiman las siguientes proporciones étnicas: 17% amerindio, 65% europeo y 18% africano. Este valor del aporte africano es superior al encontrado en este estudio y al reportado por Layrisse (1958). Esto puede ser atribuido a que estudian una muestra que incluye población del Estado Sucre, que tuvo, en la época colonial, mayor presencia de población negra esclava (Humbolt, 1814; Curnill Grau, 1987, 1:56).

A modo de referencia adicional, se calcularon las proporciones de los aportes étnicos presentes en la población colonial de la Isla de Margarita, principal del Estado Nueva Esparta en la época colonial, en base al Censo del año 1757 ordenado por el gobernador de la época, Alonso del Río y Castro (Gómez, 2004). En dicho censo se registran los pobladores señalando su etnicidad. Se consideró para el cálculo a la población adulta puesto que la información de jóvenes y niños no está completa (no se reportan los hijos de esclavos). Los cálculos que se obtienen deben ser considerados sólo como una aproximación ya que fue necesario asumir una serie de consideraciones dada la falta de claridad de los datos. Por ejemplo, según el registro aproximadamente el 62% de los cabezas de familia eran casados, se consideró que su cónyuge era de su misma clase étnica, lo cual podría no ser necesariamente cierto en todos los casos. En las clases producto del mestizaje, se consideró mitad de aporte para cada uno de las dos clases contribuyentes; ejemplo: mulatos (50% negros, 50% blancos), mestizos (50% indios, 50% blancos). Así, calculando el aporte étnico para la población adulta de Margarita de 1757, resulta un 38,4% europeo, 44,7% amerindio y 16,9% africano.

Esta estimación de aporte africano de 16,9%, es superior a la encontrada en el presente estudio (14%) y en el de Layrisse (12%) (1958). Las diferencias encontradas pueden explicarse por el hecho de que en la segunda mitad del siglo 19, hubo una significativa inmigración europea a la isla (Cunill Grau, 1987; 3:1830). Estos nuevos inmigrantes incorporaron sus genes a la población produciendo una “dilución” relativa de los genes amerindios y negros. De hecho el aporte amerindio, mayoritario en el censo de 1757, es superado por el europeo (45%), en la población contemporánea (Layrisse, 1958).

Conclusiones:

La frecuencia de heterocigotos AS presente en la población neoespartana autóctona actual es de 2,0% y la del alelo HbS de 1,0%.

El aporte africano estimado para la población neoespartana autóctona actual, en base a la frecuencia de hemoglobina S (HbS), es de 14%.

Agradecimientos:

Agradecemos a las autoridades del Hospital Luis Ortega de Porlamar por el uso de equipos de laboratorio de esa institución, en el desarrollo de esta investigación.

Agradecemos también a todo el personal del Departamento de Hematología y Banco de Sangre del Hospital Luis Ortega de Porlamar, por su invaluable colaboración en la toma de las muestras empleadas en este estudio.

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