Študija razkriva odnos med bakterijami in okoljem v ekologiji borelioze

Študija razkriva odnos med bakterijami in okoljem v ekologiji borelioze

Napovedovanje žarišč borelioze lahko zdravstvenim uradnikom pomaga pri usmerjanju virov in pošiljanju proaktivnih sporočil javnosti. Vendar pa je ekologija bolezni zapletena in vključuje različne gostiteljske živali, črnonoge klope, ki služijo kot vektorji bolezni, samega povzročitelja bolezni, bakterijo Borrelia burgdorferi in okolje, v katerem vsi živijo.

Študija, objavljena v Journal of Applied Ecology, razkriva odnos med dvema od teh igralcev v ekologiji borelioze: bakterijami in okoljem. Raziskava, ki jo vodi Tam Tran, ki je doktorirala na Pennovem oddelku za biologijo na Fakulteti za umetnost in znanost, in z mentorji Dustinom Brissonom, profesorjem na oddelku, Shane Jensenom s šole Wharton, skupaj s kolegi z Ministrstva za zdravje zvezne države New York preučuje, kako spremenljivke, kot so krajinske motnje in podnebje, vplivajo na porazdelitev in številčnost B. burgdorferi. Rezultat je zmogljiv analitični model, ki lahko natančno napove razširjenost in porazdelitev bakterij lajmske borelioze po pokrajini, kar je lahko uporabno javnozdravstveno orodje za zmanjšanje prenosa bolezni.

"Vemo, da je lymska borelioza vse večja grožnja javnemu zdravju, vendar nismo našli odličnih načinov za njeno obravnavo. Število primerov še naprej narašča," pravi Tran, zdaj študent medicine na Univerzi Virginia Commonwealth. "Vznemirljivo je, da če vemo, kako okolje vpliva tako na sistem klopov kot na bakterije, lahko napovemo, kje in kdaj se bodo v pokrajini pojavile višje ravni patogena."

V trenutni študiji so se Tran, Brisson, Jensen in sodelavci osredotočili predvsem na dejavnike, ki so vplivali na B. burgdorferi, katerih razširjenost so izmerili z ugotavljanjem, kolikšen delež črnonogih klopov, ki so jih zbrali, je bil okužen z bakterijami. Starejši poskusi vzpostavitve povezav med boreliozo in okoljskimi spremenljivkami so dali mešane, nejasne ali včasih celo protislovne rezultate, pravi Tran, delno zato, ker so prispevki "okolja" na splošno lahko tako raznoliki.

Za izdelavo svojih modelov je raziskovalna skupina vzela podatke iz skoraj 19.000 črnonogih klopov, zbranih med letoma 2009 in 2018 na stotinah lokacij v zvezni državi New York. Ocenili so, kako se število okuženih in neokuženih klopov na stotinah lokacij v več kot desetletju ujema z lokalnimi okoljskimi značilnostmi, ki spadajo v štiri širše kategorije:

1) krajinski dejavniki, kot so nadmorska višina, zgodovina požarov in oddaljenost od infrastrukture, kot so ceste;

2) velikosti populacij gostiteljev vretenčarjev, vključno z ljudmi, medvedi, pticami in jeleni;

3) spremljanje pogojev, vključno z lokalno temperaturo in vlažnostjo v času zbiranja ter naporom, potrebnim za zbiranje vzorcev; in

4) Podnebne mere, kot so povprečne mesečne temperature, padavine in dnevi s temperaturami pod lediščem.

Z izvajanjem različnih skupin teh spremenljivk prek zmogljivih računalniških modelov so raziskovalci lahko ugotovili, katera je imela največji vpliv na določanje stopnje kužnosti.

Ključna ugotovitev je bila, da je podnebje v modelu prevladujoča značilnost. Pomembna je bila tudi motnja habitata in v nekaterih primerih smo ugotovili nasprotno od tistega, kar so predlagale prejšnje študije.

Tam Tran

Medtem ko so prejšnje analize pokazale, da so naraščajoče motnje – stvari, kot so požari, ceste, ki sekajo skozi gozdove, in razdrobljeni habitati – povzročile povečanje števila B. burgdorferi, je ekipa pod vodstvom Penna ugotovila, da so manj moteni, bolj nedotaknjeni habitati pogosto povezani z večjim številom klopov, okuženih z bakterijo.

Po razvoju modela z uporabo podatkov, zbranih v letih 2009–2018, so nato preizkusili, kako dobro bi lahko model napovedal razširjenost in porazdelitev v podatkih, zbranih od leta 2019.

»Ugotovili smo, da je zelo natančen,« pravi Tran. "In kar je super, je, da je veliko podatkov, ki smo jih uporabili za izdelavo modela, brezplačnih, kar pomeni, da bodo drugi kraji morda lahko posnemali te rezultate za napovedovanje tveganja za boreliozo, zlasti na območjih, kjer sta podnebje in pokrajina podobna New Yorku."

Intervencije bi lahko vključevale javnozdravstvena sporočila, ki obiskovalce parka opozarjajo na tveganje bolezni, na primer, "da jih opomnijo, naj opravijo preglede klopov," pravi Tran. Ugotovitve bi lahko tudi pomagale usmerjati prihodnje upravljanje zemljišč in izkoristiti moč ekologije za morebitno zmanjšanje tveganja borelioze.

Vir:

Univerza v Pensilvaniji

Referenca:

Tran, T., et al. (2022) Napovedovanje prostorsko-časovnih populacijskih vzorcev Borrelie burgdorferi, povzročitelja borelioze. Journal of Applied Ecology. doi.org/10.1111/1365-2664.14274.

.