A Hipertensão Essencial (Essential Hypertension - EH) é uma condição caracterizada por pressão arterial alta persistente, sendo um dos maiores problemas de saúde pública no mundo, causando aproximadamente 9,4 milhões de mortes anualmente. A prevalência da EH varia de acordo com a ancestralidade genética e afeta de forma diferente populações específicas, com 17% nas Américas, 19,2% no Pacífico Ocidental, 23,2% na Europa, 25,1% no Sudeste Asiático, 26,3% no Mediterrâneo Oriental e 27,2% na África. A EH é uma doença multifatorial, ou seja, é determinada por fatores genéticos e influenciada por fatores ambientais. Embora estime-se que os fatores genéticos contribuam para aproximadamente 30-60% da variação da pressão arterial, apenas uma fração da complexidade genética da hipertensão (como genes candidatos, lócus de suscetibilidade e prevalência desigual nas populações) é conhecida. Em conjunto, estudos com genes candidatos, análise de ligação de genoma completo (Genome-Wide Linkage Analysis - GWLA) e estudos de associação de genoma completo baseado em famílias e em população (Genome-Wide Association Studies - GWAS) têm sido usados para procurar fatores genéticos que contribuam para o fenótipo, mas parte da herdabilidade dos fenótipos relacionados à pressão arterial ainda não é explicada pelos fatores genéticos conhecidos, principalmente devido a limitações metodológicas. O principal objetivo deste estudo foi investigar a base genética da EH mapeando regiões de interesse (ROI) e investigando genes e variantes candidatas que influenciam a hipertensão arterial essencial em indivíduos de origem africana de populações parcialmente isoladas de remanescentes de quilombos no Vale do Ribeira (São Paulo - Brasil), que foram previamente caracterizados do ponto de vista clínico, genealógico e genético-populacional. Foram genotipadas amostras de 431 indivíduos (167 afetados, 261 não afetados e 3 com fenótipo desconhecido) de oito populações de remanescentes de quilombos usando array de SNPs (ThermoFisher Axiom Genome-Wide Human Origins 1 Array) com cerca de 650.000 SNPs. As proporções de ancestralidade global estimadas na amostra foram de 47%, 36% e 16%, respectivamente, para a contribuição ancestral africana, europeia e nativo americana. Utilizamos, adicionalmente, informações genealógicas de 673 indivíduos para construir seis pedigrees, totalizando 1104 indivíduos. A estratégia de mapeamento consistiu em uma abordagem computacional multinível. Os pedigrees foram construídos (GenoPro v.3) a partir de relatos dos participantes e do coeficiente de parentesco (King v.2.2, MORGAN v.3.4 e PBAP v.1). O conjunto de dados de genótipos foi filtrado (King v.2.2 e PBAP v.1) e organizado em três subpainéis de marcadores não sobrepostos (PBAP v.2). Para acomodar a miscigenação inerente dessas populações foram realizados faseamento haplótipico, estimativa de ancestralidade local (SNPFlip v.0.0.6, SHAPEIT2 e RFMIX v.2) e cálculo de frequência alélica por SNP (ADMIXFRQ v.1). Foram realizadas análises de ligação genômica e densa usando os três subpainéis de marcadores (MORGAN v.3.4). Finalmente, realizamos um mapeamento fino usando estudos de associação baseados em famílias (GENESIS v.2.24) com base em dados imputados de população (MINIMAC v.4) e de pedigree (GIGI2), além de investigação de genes e variantes relacionados à EH (com base em bancos de dados públicos). A estratégia de análise de ligação resultou no mapeamento de 22 regiões de interesse (ROIs) com LOD Score 1.45, contendo marcadores co-segregantes com o fenótipo. O intervalo de LOD Score considerando todas as ROIs foi 1.45-3.03. Todas estas 22 ROIs contêm 2363 genes. Como parte da primeira estratégia de mapeamento fino, 60 genes foram identificados por meio da investigação de genes relacionados à EH como potenciais candidatos a contribuir para a hipertensão essencial em pedigrees de remanescentes de quilombos. Como parte da segunda estratégia de mapeamento fino, 118 variantes sugestivas ou significativas foram identificadas por meio dos estudos de associação baseados em famílias. Considerando apenas os resultados em comum entre estas estratégias observamos 14 genes PHGDH> e S100A10 (ROI1); MFN2 (ROI2); RYR2, EDARADD e MTR (ROI3); SERTAD2 (ROI4); LPP (ROI5); KCNT1 (ROI11); TENM4 (ROI13); P2RX1, ZZEF1 e RPA1 (ROI18); ALPK2 (ROI20) identificados dentro das regiões mapeadas com evidências fortes e suficientes na literatura atestando sua relação com o fenótipo. Estes genes abrigam 29 SNPs (apontados pelos nossos estudos de associação baseados em famílias) revelando associação sugestiva ou significativa à hipertensão. Outros 46 genes também foram identificados nas regiões mapeadas, porém com menor evidência de relação ao fenótipo uma vez que não foram replicados por nossos estudos de associação baseado em famílias. Os resultados alcançados neste estudo revelaram, por meio de estratégias complementares combinando análises de ligação, estudos de associação e investigações in silico regiões genômicas, variantes genéticas e genes candidatos que ajudam a explicar a base genética da hipertensão essencial. Esses genes são responsáveis pela codificação de proteínas que desempenham papéis cruciais na regulação da pressão arterial, incluindo a regulação dos níveis de sódio e potássio e da via da aldosterona, entre outras. Nossos achados revelam genes e variantes com distinto potencial para explicar a etiologia genética da hipertensão essencial observada em populações de remanescentes de quilombos.

Essential Hypertension (EH) is a medical condition characterized by persistent high blood pressure, and it is one of the most significant public health problems globally, causing approximately 9.4 million deaths annually. The prevalence of EH varies according to genetic ancestry and affects differently specific populations, with 17% in the Americas, 19.2% in the Western Pacific, 23.2% in Europe, 25.1% in Southeast Asia, 26.3% in the Eastern Mediterranean, and 27.2% in Africa. EH is a multifactorial disease, that is, it is determined by genetic factors and influenced by environmental factors. Although genetic factors are estimated to contribute to around 30-60% of the variation in blood pressure, the genetic complexity of hypertension is not yet fully understood due to the limited knowledge of candidate genes, susceptibility loci, and population-specific differences. Various approaches such as candidate gene-based, genome-wide linkage analysis (GWLA), and family- and population-based genome-wide association studies (GWAS) have been used to identify genetic factors contributing to EH, but part of the heritability of blood pressure-related phenotypes is not explained by the genetic factors known so far, mainly due to methodological limitations. The main objective of this study was to investigate the genetic basis of EH by mapping regions of interest (ROI) and investigate candidate genes and variants influencing the Essential Hypertension in African-derived individuals from partially isolated populations of quilombo remnants in Vale do Ribeira (Sao Paulo - Brazil), which were previously well characterized from the clinical, genealogical and population genetics point of view. Samples from 431 individuals (167 affected, 261 unaffected and 3 with an unknown phenotype) from eight quilombo remnants populations were genotyped using SNP array with approximately 650.000 SNPs. The global ancestry proportions of these populations were estimated to be 47%, 36%, and 16% for African, European, and Native American ancestries, respectively. In addition, genealogical information from 673 individuals was used to construct six pedigrees comprising a total of 1104 individuals. The mapping strategy consisted of a multi-level computational approach. Pedigrees were constructed (GenoPro v.3) based on interviews and kinship coefficient (King v.2.2, MORGAN v.3.4 and PBAP v.1). The dataset was pruned (King v.2.2 and PBAP v.1) to obtain three non-overlapping markers subpanels (PBAP v.2). Haplotype phasing and local ancestry (SNPFlip v.0.0.6, SHAPEIT2 and RFMIX v.2) were performed to obtain SNP allele frequency (ADMIXFRQ v.1) to account for admixture. Genome-wide and dense linkage analyses were performed using the three subpanels of markers (MORGAN v.3.4). Finally, we performed fine-mapping using family-based association studies (GENESIS v.2.24) based on population (MINIMAC v.4) and pedigree (GIGI2) imputed data, and EH-related genes and variant investigation (relying on publicly available databases). The linkage analysis strategy resulted in the mapping of 22 ROIs with LOD score 1.45, containing markers co-segregating with the phenotype. The LOD score range was 1.45-3.03 considering all the linked segments and these 22 ROIs encompassed 2363 genes. As our first fine-mapping strategy, we identified 60 EH-related genes as potential candidates to contribute to high blood pressure in quilombo remnants pedigrees. In addition, as our second fine-mapping strategy, we identified 118 suggestive or significant variants through family-based association studies. Considering only the common results between the two strategies, we found that 14 genes PHGDH and S100A10 (ROI1), MFN2 (ROI2), RYR2, EDARADD and MTR (ROI3), SERTAD2 (ROI4), LPP (ROI5), KCNT1 (ROI11), TENM4 (ROI13), P2RX1, ZZEF1 and RPA1 (ROI18), and ALPK2 (ROI20) were identified within the mapped regions with strong and sufficient evidence in the literature attesting relatedness with the phenotype. These genes harbor 29 SNPs that were either within them or very close, and they were pointed out by family-based association studies as showing suggestive or significant association with hypertension. We also identified 46 other genes within the mapped regions, but with less evidence of relatedness to the phenotype since they were not replicated through family-based association studies. Overall, the results obtained in this study revealed, through a complementary approach combining linkage analysis, association studies, and in silico investigations genetic regions, variants and candidate genes that shed light on the genetic basis of essential hypertension. These genes are responsible for encoding proteins that play crucial roles in regulating blood pressure, including the regulation of sodium and potassium levels, and the aldosterone pathway, among others. Our findings reveal genes and variants with distinct potential to explain the genetic etiology of essential hypertension observed in quilombo remnant populations.