Η μελέτη αποκαλύπτει τη σχέση μεταξύ βακτηρίων και περιβάλλοντος στην οικολογία της νόσου του Lyme

Η μελέτη αποκαλύπτει τη σχέση μεταξύ βακτηρίων και περιβάλλοντος στην οικολογία της νόσου του Lyme

Η πρόβλεψη των hotspot της νόσου του Lyme μπορεί να βοηθήσει τους υπεύθυνους υγείας να κατευθύνουν πόρους και να στείλουν προληπτικά μηνύματα στο κοινό. Ωστόσο, η οικολογία της νόσου είναι πολύπλοκη, καθώς περιλαμβάνει διάφορα ζώα-ξενιστές, τσιμπούρια με μαύρα πόδια που χρησιμεύουν ως φορείς ασθένειας, το ίδιο το παθογόνο, το βακτήριο Borrelia burgdorferi και το περιβάλλον στο οποίο ζουν όλα.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Applied Ecology, αποκαλύπτει τη σχέση μεταξύ δύο από αυτούς τους παίκτες στην οικολογία της νόσου του Lyme: τα βακτήρια και το περιβάλλον. Με επικεφαλής την Tam Tran, η οποία απέκτησε το διδακτορικό της από το Τμήμα Βιολογίας του Penn στη Σχολή Τεχνών & Επιστημών, και με μέντορες τον Dustin Brisson, καθηγητή στο τμήμα, τον Shane Jensen από το Wharton School, μαζί με συναδέλφους από το State Department of Health της Νέας Υόρκης, η έρευνα εξετάζει πώς μεταβλητές όπως οι διαταραχές τοπίου και η αφθονία του κλίματος επηρεάζουν την κατανομή και το κλίμα. Το αποτέλεσμα είναι ένα ισχυρό αναλυτικό μοντέλο που μπορεί να προβλέψει με ακρίβεια τον επιπολασμό και την κατανομή των βακτηρίων της νόσου του Lyme σε ολόκληρο το τοπίο, αποτελώντας ενδεχομένως ένα χρήσιμο εργαλείο δημόσιας υγείας για τη μείωση της μετάδοσης ασθενειών.

"Γνωρίζουμε ότι η νόσος του Lyme είναι μια αυξανόμενη απειλή για τη δημόσια υγεία, αλλά δεν έχουμε βρει καλούς τρόπους για να την αντιμετωπίσουμε. Ο αριθμός των περιπτώσεων συνεχίζει να αυξάνεται", λέει ο Tran, τώρα φοιτητής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια Commonwealth. «Το συναρπαστικό είναι ότι αν γνωρίζουμε πώς το περιβάλλον επηρεάζει τόσο το σύστημα των κροτώνων όσο και τα βακτήρια, μπορούμε να προβλέψουμε πού και πότε θα εμφανιστούν υψηλότερα επίπεδα του παθογόνου στο τοπίο».

Στην τρέχουσα μελέτη, οι Tran, Brisson, Jensen και οι συνεργάτες τους εστίασαν κυρίως σε ποιους παράγοντες επηρέασαν το B. burgdorferi, τον επιπολασμό του οποίου μέτρησαν προσδιορίζοντας το ποσοστό των μαυροπόδινων κροτώνων που συνέλεξαν είχαν μολυνθεί από τα βακτήρια. Παλαιότερες προσπάθειες να δημιουργηθούν δεσμοί μεταξύ της νόσου του Lyme και των περιβαλλοντικών μεταβλητών έχουν δώσει ανάμεικτα, ασαφή ή μερικές φορές ακόμη και αντιφατικά αποτελέσματα, λέει ο Tran, εν μέρει επειδή οι συνεισφορές του «περιβάλλοντος» γενικά μπορεί να είναι τόσο διαφορετικές.

Για να κατασκευάσει τα μοντέλα της, η ερευνητική ομάδα πήρε δεδομένα από σχεδόν 19.000 τσιμπούρια με μαύρα πόδια που συλλέχθηκαν μεταξύ 2009 και 2018 σε εκατοντάδες τοποθεσίες στην πολιτεία της Νέας Υόρκης. Αξιολόγησαν πώς οι αριθμοί των μολυσμένων και μη μολυσμένων κροτώνων σε εκατοντάδες τοποθεσίες για περισσότερο από μια δεκαετία ταίριαζαν με τοπικά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά, τα οποία εμπίπτουν σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες:

1) παράγοντες τοπίου όπως υψόμετρο, ιστορικό πυρκαγιάς και απόσταση από υποδομές όπως δρόμους.

2) μεγέθη πληθυσμού ξενιστών σπονδυλωτών, συμπεριλαμβανομένων ανθρώπων, αρκούδων, πτηνών και ελαφιών·

3) παρακολούθηση των συνθηκών, συμπεριλαμβανομένης της τοπικής θερμοκρασίας και υγρασίας κατά τη στιγμή της συλλογής και της προσπάθειας που απαιτείται για τη συλλογή δειγμάτων. και

4) Κλιματικά μέτρα όπως μηνιαίες μέσες θερμοκρασίες, βροχοπτώσεις και ημέρες με θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν.

Εκτελώντας διαφορετικές ομαδοποιήσεις αυτών των μεταβλητών μέσω ισχυρών μοντέλων υπολογιστών, οι ερευνητές μπόρεσαν να καταλάβουν ποια είχε τη μεγαλύτερη επίδραση στον προσδιορισμό των ποσοστών μολυσματικότητας.

Το βασικό εύρημα ήταν ότι το κλίμα ήταν ένα συντριπτικό χαρακτηριστικό του μοντέλου. Η διαταραχή του οικοτόπου ήταν επίσης σημαντική και σε ορισμένες περιπτώσεις βρήκαμε το αντίθετο από αυτό που είχαν υποδείξει προηγούμενες μελέτες».

Ταμ Τραν

Ενώ προηγούμενες αναλύσεις είχαν βρει ότι οι αυξανόμενες διαταραχές - όπως πυρκαγιές, δρόμοι που κόβουν δάση και κατακερματισμένοι βιότοποι - οδήγησαν σε αύξηση του αριθμού του B. burgdorferi, η ομάδα υπό την ηγεσία του Penn διαπίστωσε ότι λιγότερο διαταραγμένοι, πιο άθικτοι βιότοποι συνδέονταν συχνά με μεγαλύτερο αριθμό κροτώνων που είχαν μολυνθεί από το βακτήριο.

Αφού ανέπτυξαν ένα μοντέλο χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν το 2009-18, στη συνέχεια εξέτασαν πόσο καλά το μοντέλο μπορούσε να προβλέψει τον επιπολασμό και την κατανομή που βρέθηκαν στα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το 2019.

«Βρήκαμε ότι ήταν πολύ ακριβές», λέει ο Tran. «Και αυτό που είναι υπέροχο είναι ότι πολλά από τα δεδομένα που χρησιμοποιήσαμε για την κατασκευή του μοντέλου είναι δωρεάν, πράγμα που σημαίνει ότι άλλα μέρη μπορεί να αναπαράγουν αυτά τα αποτελέσματα για να προβλέψουν τον κίνδυνο της νόσου του Lyme, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου το κλίμα και το τοπίο είναι παρόμοια με τη Νέα Υόρκη».

Οι παρεμβάσεις θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν μηνύματα δημόσιας υγείας που προειδοποιούν τους επισκέπτες του πάρκου για τον κίνδυνο ασθένειας, για παράδειγμα, "για να τους υπενθυμίσουν να κάνουν τους ελέγχους κροτώνων", λέει ο Tran. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στην καθοδήγηση της μελλοντικής διαχείρισης της γης και στην αξιοποίηση της δύναμης της οικολογίας για τη δυνητική μείωση των κινδύνων της νόσου του Lyme.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια

Αναφορά:

Tran, Τ., et αϊ. (2022) Πρόβλεψη χωροχρονικών πληθυσμιακών προτύπων της Borrelia burgdorferi, του αιτιολογικού παράγοντα της νόσου του Lyme. Journal of Applied Ecology. doi.org/10.1111/1365-2664.14274.

.