ABSTRACT High-throughput Plasmodium genomic data is increasingly useful in assessing prevalence of clinically important mutations and malaria transmission patterns. Understanding parasite diversity is important for identification of specific human or parasite populations that can be targeted by control programs, and to monitor the spread of mutations associated with drug resistance. An up-to-date understanding of regional parasite population dynamics is also critical to monitor the impact of control efforts. However, this data is largely absent from high-burden nations in Africa, and to date, no such analysis has been conducted for malaria parasites in Tanzania country-wide. To this end, over 1,000 P. falciparum clinical isolates were collected in 2017 from 13 sites in seven administrative regions across Tanzania, and parasites were genotyped at 1,800 variable positions genome-wide using molecular inversion probes. Population structure was detectable among Tanzanian P. falciparum parasites, roughly separating parasites from the northern and southern districts and identifying genetically admixed populations in the north. Isolates from geographically close districts were more likely to be genetically related compared to parasites sampled from more distant districts. Known drug resistance mutations were seen at increased frequency in northern districts, and additional variants with undetermined significance for antimalarial resistance also varied by geography. Malaria Indicator Survey (2017) data corresponded with genetic findings, including average region-level complexity-of-infection and malaria prevalence estimates. The parasite populations identified here provide important information on extant spatial patterns of genetic diversity of Tanzanian parasites, to which future surveys of genetic relatedness can be compared. SIGNIFICANCE Documenting dynamics of malaria parasite genomics in high-transmission settings at scale in sub-Saharan Africa is critical for policy and decision making to support ongoing malaria elimination initiatives. Using molecular inversion probes, we genotyped over 1,000 Tanzanian Plasmodium falciparum samples collected country-wide in 2017 at hundreds of variable polymorphic positions across the genome. Frequencies of known drug resistance mutations were higher in northern districts of the country compared to the south. Results also showed a distinct isolation-by-distance pattern (whereby increasing geographic distance was correlated with decreasing genetic relatedness), as well as signals of higher genetic sharing between several southern districts. These results provide, for the first time, a picture of current within-country diversity of Tanzanian P. falciparum populations.

Abstract Background Therapeutic efficacy studies (TESs) and detection of molecular markers of drug resistance are recommended by the World Health Organization (WHO) to monitor the efficacy of artemis inin combination therapy (ACT). This study assessed the trends of molecular markers of artemis inin resistance and/or reduced susceptibility to lumefantrine using samples collected in TES conducted in Mainland Tanzania from 2016 to 2021. Methods A total of 2,015 samples were collected during TES of artemether-lumefantrine at eight sentinel sites (in Kigoma, Mbeya, Morogoro, Mtwara, Mwanza, Pwani, Tabora, and Tanga regions) between 2016 and 2021. Photo-induced electron transfer polymerase chain reaction (PET-PCR) was used to confirm presence of malaria parasites before capillary sequencing, which targeted two genes: Plasmodium falciparum kelch 13 propeller domain ( k13 ) and P. falciparum multidrug resistance 1 ( pfmdr1 ). Results Sequencing success was ≥87.8%, and 1,724/1,769 (97.5%) k13 wild-type samples were detected. Thirty-seven (2.1%) samples had synonymous mutations and only eight (0.4%) had non-synonymous mutations in the k13 gene; seven of these were not validated by WHO as molecular markers of resistance (I416V, E433D, R471S, P475S, A578S, and Q613E). One sample from Morogoro in 2020 had a k13 R622 I mutation, which is a validated marker of artemisinin partial resistance. For pfmdr1, all except two samples carried N86 (wild-type), while mutations at Y184 F increased from 33.9% in 2016 to about 60.5% in 2021, and only four samples (0.2%) had D1246 Y mutations. pfmdr1 haplotypes were reported in 1,711 samples, with 985 (57.6%) NYD, 720 (42.1%) N F D, and six (0.4%) carrying minor haplotypes (three with NY Y , 0.2%; Y F D in two, 0.1%; and N FY in one sample, 0.1%). Between 2016 and 2021, NYD decreased from 66.1% to 45.2%, while N F D increased from 38.5% to 54.7%. Conclusion This is the first report of the R622I (k13 validated mutation) in Tanzania. N86 and D1246 were nearly fixed, while increases in Y184 F mutations and N F D haplotype were observed between 2016 and 2021. Despite the reports of ART-R in Rwanda and Uganda, this study did not report any other validated mutations in these study sites in Tanzania apart from R622I suggesting that intensified surveillance is urgently needed to monitor trends of drug resistance markers and their impact on the performance of ACTs.

Abstract Non-communicable diseases (NCDs) are rising rapidly in urbanizing populations in sub-Saharan Africa. Assessment of inflammatory and metabolic characterstics of an urbanizing African population and the comparison with populations outside Africa could provide insight in the pathophysiology of the rapidly increasing epidemic of NCDs, including the role of environmental and dietary changes. Using a proteomic plasma profiling approach comprising 92 inflammation-related molecules, we examined differences in the inflammatory proteome in healthy Tanzanian and healthy Dutch adults. We show that healthy Tanzanians display a pro-inflammatory phenotype compared to Dutch subjects, with enhanced activity of the Wnt/β-catenin signalling pathway and higher concentrations of different metabolic regulators such as 4E-BP1 and fibroblast growth factor 21. Among the Tanzanian volunteers, food-derived metabolites were identified as an important driver of variation in inflammation-related molecules, emphasizing the potential importance of lifestyle changes. These findings endorse the importance of the current dietary transition in the NCDs epidemic in sub-Saharan Africa and the inclusion of underrepresented populations in systems immunology studies.