Lo studio svela la relazione tra batteri e ambiente nell'ecologia della malattia di Lyme

Lo studio svela la relazione tra batteri e ambiente nell'ecologia della malattia di Lyme

Prevedere gli hotspot della malattia di Lyme può aiutare i funzionari sanitari a indirizzare le risorse e inviare messaggi proattivi al pubblico. Tuttavia, l’ecologia della malattia è complessa e coinvolge vari animali ospiti, zecche dalle zampe nere che fungono da vettori della malattia, l’agente patogeno stesso, il batterio Borrelia burgdorferi e l’ambiente in cui vivono tutti.

Lo studio, pubblicato sul Journal of Applied Ecology, svela la relazione tra due di questi attori nell’ecologia della malattia di Lyme: i batteri e l’ambiente. Guidata da Tam Tran, che ha conseguito il dottorato presso il Dipartimento di Biologia della Penn presso la School of Arts & Sciences, e con i mentori Dustin Brisson, professore del dipartimento, Shane Jensen della Wharton School, insieme a colleghi del Dipartimento della Salute dello Stato di New York, la ricerca esamina come variabili come i disturbi del paesaggio e il clima influenzano la distribuzione e l'abbondanza di B. burgdorferi. Il risultato è un potente modello analitico in grado di prevedere con precisione la prevalenza e la distribuzione dei batteri della malattia di Lyme nel territorio, rivelandosi potenzialmente un utile strumento di sanità pubblica per ridurre la trasmissione della malattia.

"Sappiamo che la malattia di Lyme è una crescente minaccia per la salute pubblica, ma non abbiamo trovato ottimi modi per affrontarla. Il numero di casi continua a crescere", afferma Tran, ora studente di medicina alla Virginia Commonwealth University. “La cosa interessante è che se sappiamo come l’ambiente influenza sia il sistema delle zecche che i batteri, possiamo prevedere dove e quando si verificheranno livelli più elevati di agenti patogeni nel paesaggio”.

Nel presente studio, Tran, Brisson, Jensen e colleghi si sono concentrati principalmente sui fattori che hanno influenzato B. burgdorferi, la cui prevalenza hanno misurato determinando quale percentuale delle zecche dalle zampe nere raccolte erano infette dal batterio. I precedenti tentativi di stabilire collegamenti tra la malattia di Lyme e le variabili ambientali hanno prodotto risultati contrastanti, poco chiari o talvolta addirittura contraddittori, afferma Tran, in parte perché i contributi dell'"ambiente" in generale possono essere così diversi.

Per costruire i propri modelli, il gruppo di ricerca ha raccolto i dati di quasi 19.000 zecche dalle zampe nere raccolte tra il 2009 e il 2018 in centinaia di località nello stato di New York. Hanno valutato come il numero di zecche infette e non infette in centinaia di località nel corso di più di un decennio corrispondesse alle caratteristiche ambientali locali, che rientrano in quattro grandi categorie:

1) fattori paesaggistici quali altitudine, storia degli incendi e distanza da infrastrutture come le strade;

2) ospitare popolazioni di vertebrati, inclusi esseri umani, orsi, uccelli e cervi;

3) condizioni di monitoraggio, inclusa la temperatura e l'umidità locali al momento della raccolta e lo sforzo richiesto per raccogliere i campioni; E

4) Misure climatiche come temperature medie mensili, precipitazioni e giorni con temperature sotto lo zero.

Eseguendo diversi raggruppamenti di queste variabili attraverso potenti modelli computerizzati, i ricercatori sono stati in grado di capire quale aveva il maggiore impatto sulla determinazione dei tassi di infettività.

La scoperta chiave è stata che il clima era una caratteristica predominante nel modello. Anche il disturbo dell’habitat è stato importante e in alcuni casi abbiamo riscontrato il contrario di quanto suggerito da studi precedenti».

Tam Tran

Mentre analisi precedenti avevano scoperto che crescenti disturbi – come incendi, strade che attraversano foreste e habitat frammentati – portavano ad un aumento del numero di B. burgdorferi, il team guidato da Penn ha scoperto che habitat meno disturbati e più intatti erano spesso associati a un numero maggiore di zecche infette dal batterio.

Dopo aver sviluppato un modello utilizzando i dati raccolti nel 2009-18, hanno poi testato la capacità del modello di prevedere la prevalenza e la distribuzione riscontrate nei dati raccolti a partire dal 2019.

"Abbiamo scoperto che era molto accurato", afferma Tran. "E la cosa fantastica è che gran parte dei dati che abbiamo utilizzato per costruire il modello sono gratuiti, il che significa che altri luoghi potrebbero essere in grado di replicare questi risultati per prevedere il rischio della malattia di Lyme, in particolare nelle aree in cui il clima e il paesaggio sono simili a New York."

Gli interventi potrebbero includere messaggi di salute pubblica che avvertano i visitatori del parco sul rischio di malattie, ad esempio, "per ricordare loro di fare i controlli delle zecche", dice Tran. I risultati potrebbero anche aiutare a guidare la futura gestione del territorio e a sfruttare il potere dell’ecologia per ridurre potenzialmente i rischi della malattia di Lyme.

Fonte:

Università della Pennsylvania

Riferimento:

Tran, T., et al. (2022) Previsione dei modelli di popolazione spaziotemporali di Borrelia burgdorferi, l'agente eziologico della malattia di Lyme. Giornale di ecologia applicata. doi.org/10.1111/1365-2664.14274.

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