Štúdia odhaľuje vzťah medzi baktériami a prostredím v ekológii lymskej choroby

Štúdia odhaľuje vzťah medzi baktériami a prostredím v ekológii lymskej choroby

Predvídanie hotspotov lymskej choroby môže zdravotníckym úradníkom pomôcť nasmerovať zdroje a posielať proaktívne správy verejnosti. Ekológia choroby je však zložitá, zahŕňa rôzne hostiteľské zvieratá, kliešte čiernonohé, ktoré slúžia ako prenášače choroby, samotný patogén, baktériu Borrelia burgdorferi a prostredie, v ktorom všetci žijú.

Štúdia publikovaná v časopise Journal of Applied Ecology odhaľuje vzťah medzi dvoma z týchto hráčov v ekológii lymskej choroby: baktériami a životným prostredím. Vedený Tam Tran, ktorá získala doktorát na Pennovej katedre biológie na School of Arts & Sciences, a s mentormi Dustinom Brissonom, profesorom na katedre, Shane Jensenom z Wharton School, spolu s kolegami z ministerstva zdravotníctva štátu New York, výskum skúma, ako premenné, ako sú krajinné poruchy a klíma, ovplyvňujú distribúciu a početnosť B. burgeridorfu. Výsledkom je výkonný analytický model, ktorý dokáže presne predpovedať prevalenciu a distribúciu baktérií lymskej choroby v krajine, čo je potenciálne užitočný nástroj verejného zdravia na zníženie prenosu chorôb.

"Vieme, že lymská borelióza je rastúcou hrozbou pre verejné zdravie, ale nenašli sme skvelé spôsoby, ako ju riešiť. Počet prípadov stále rastie," hovorí Tran, teraz študent medicíny na Virginia Commonwealth University. "Vzrušujúce je, že ak vieme, ako prostredie ovplyvňuje systém kliešťov aj baktérie, môžeme predpovedať, kde a kedy sa v krajine vyskytnú vyššie hladiny patogénu."

V súčasnej štúdii sa Tran, Brisson, Jensen a kolegovia zamerali predovšetkým na to, aké faktory ovplyvnili B. burgdorferi, ktorých prevalenciu merali tak, že určili, aký podiel zozbieraných kliešťov čiernonohých bol infikovaných baktériami. Staršie pokusy nadviazať spojenie medzi lymskou boreliózou a environmentálnymi premennými priniesli zmiešané, nejasné alebo niekedy dokonca protichodné výsledky, hovorí Tran, čiastočne preto, že príspevky „životného prostredia“ vo všeobecnosti môžu byť také rozmanité.

Na zostavenie svojich modelov výskumný tím zobral údaje z takmer 19 000 kliešťov čiernonohých zozbieraných v rokoch 2009 až 2018 na stovkách miest v štáte New York. Hodnotili, ako sa počty infikovaných a neinfikovaných kliešťov na stovkách lokalít za viac ako desať rokov zhodujú s miestnymi environmentálnymi charakteristikami, ktoré spadajú do štyroch širokých kategórií:

1) krajinné faktory, ako je nadmorská výška, história požiarov a vzdialenosť od infraštruktúry, ako sú cesty;

2) veľkosti hostiteľskej populácie stavovcov vrátane ľudí, medveďov, vtákov a jeleňov;

3) monitorovanie podmienok vrátane miestnej teploty a vlhkosti v čase odberu a úsilia potrebného na odber vzoriek; a

4) Klimatické opatrenia, ako sú mesačné priemerné teploty, zrážky a dni s teplotami pod bodom mrazu.

Spustením rôznych zoskupení týchto premenných prostredníctvom výkonných počítačových modelov boli výskumníci schopní zistiť, ktorá z nich mala najväčší vplyv na určenie miery infekčnosti.

Kľúčovým zistením bolo, že klíma bola v modeli drvivou črtou. Dôležité bolo aj narušenie biotopu a v niektorých prípadoch sme zistili opak toho, čo naznačovali predchádzajúce štúdie.“

Tam Tran

Zatiaľ čo predchádzajúce analýzy zistili, že narastajúce nepokoje – napríklad požiare, cesty pretínajúce lesy a fragmentované biotopy – viedli k zvýšeniu počtu B. burgdorferi, tím pod vedením Penna zistil, že menej narušené a nedotknuté biotopy sú často spojené s väčším počtom kliešťov infikovaných baktériou.

Po vyvinutí modelu s použitím údajov zozbieraných v rokoch 2009-18 potom testovali, ako dobre môže model predpovedať prevalenciu a distribúciu nájdenú v údajoch zozbieraných od roku 2019.

"Zistili sme, že je to veľmi presné," hovorí Tran. "A čo je skvelé, je, že veľa údajov, ktoré sme použili na zostavenie modelu, je zadarmo, čo znamená, že iné miesta môžu byť schopné replikovať tieto výsledky na predpovedanie rizika lymskej choroby, najmä v oblastiach, kde sú klíma a krajina podobné New Yorku."

Zásahy by mohli zahŕňať správy o verejnom zdraví, ktoré varujú návštevníkov parku pred rizikom choroby, napríklad „aby im pripomenuli, aby si urobili kontrolu kliešťov,“ hovorí Tran. Zistenia by tiež mohli pomôcť usmerniť budúce obhospodarovanie pôdy a využiť silu ekológie na potenciálne zníženie rizika lymskej choroby.

Zdroj:

University of Pennsylvania

Referencia:

Tran, T., a kol. (2022) Predpovedanie časopriestorových vzorcov populácie Borrelia burgdorferi, pôvodcu lymskej choroby. Journal of Applied Ecology. doi.org/10.1111/1365-2664.14274.

.