Môžu nám netopiere „povedať“, kedy a kde najbližšie Ebola udrie?
Nový výskum naznačuje, že by sme mohli byť schopní predvídať, kedy a kde dôjde k ďalšiemu prepuknutiu eboly, ak sa bližšie pozrieme na migračné vzorce netopierov.
Ebola je vysoko smrteľný a vysoko infekčný vírus, ktorý bol prvýkrát objavený v západnej Afrike v roku 1976. Ovocie netopiere sa považujú za prirodzeného hostiteľa vírusu.
Zatiaľ čo najviac smrteľných ohnísk má pôvod v afrických krajinách, posledná kríza proti ebole - ktorá nastala v rokoch 2014 až 2016 - sa rozšírila do zvyšku sveta vrátane Spojených štátov.
V USA boli zaregistrované štyri prípady, z ktorých jeden mal za následok smrť.
V tejto súvislosti sa môže predvídanie času a miesta ďalšieho vypuknutia eboly ukázať ako obzvlášť užitočné na prevenciu. Z tohto dôvodu sa vedci rozhodli vytvoriť modelový rámec, ktorý nám môže pomôcť predvídať takéto udalosti v budúcnosti.
Novú štúdiu vykonal Javier Buceta, docent bioinžinierstva, Paolo Bocchini, ktorý je docentom civilného a environmentálneho inžinierstva, a postdoktorandský výskumník Graziano Fiorillo - všetci sú členmi Lehigh University v Betleheme, PA.
Predpokladali, že keďže netopiere sú nositeľmi vírusu, sledovanie ich migračných vzorcov môže pomôcť vytvoriť prediktívny rámec.
Výsledky ich výskumu boli zverejnené v časopise Vedecké správy.
Vytvorenie matematického modelu eboly
Na vytvorenie rámca použili Buceta a tím satelitné informácie a vzorkovanie parametrov. Vedci vložili tieto informácie do počítačového algoritmu alebo modelu, ktorý bol vytvorený na predpovedanie podmienok, v ktorých správanie netopierov koreluje s výskytom eboly.
Dáta vložené do algoritmu zahŕňali mieru pôrodnosti a úmrtnosti netopierov, mieru infikovania vírusom a ako dlho im trvalo, kým sa zotavili.
Na predvídanie špičiek infekcií netopierov v konkrétnom regióne tiež model obsahoval informácie o tom, kedy a kde migrovali netopiere, sezónne zmeny a dostupnosť potravy a prístrešia.
Vedci tiež museli zohľadňovať informácie o životnom prostredí; za týmto účelom použili Google Earth Engine na získanie informácií z jednej z databáz NASA.
Bocchini podrobne popisuje postupy, ktoré používali, a povedal: „Potrebovali sme študovať náhodné výkyvy dostupných zdrojov na celom africkom kontinente vo vysokom rozlíšení; bola to obrovská výpočtová a pravdepodobnostná výzva. “
"Uvedomili sme si, že z matematického hľadiska je problém podobný náhodnému šíreniu seizmických vĺn v oblasti vystavenej zemetraseniam," pokračuje, a mohli by sme prispôsobiť svoje nástroje. "
Po zohľadnení vecí, ako je vlhkosť a teplota, boli vedci schopní „potom predpovedať koncentráciu infikovaných netopierov, ktorú by sa dalo očakávať pri daných podmienkach“, vysvetľuje Buceta.
Model presne predpovedá prepuknutie eboly
Epidémia eboly v rokoch 2014 - 2016 sa začala prípadom dvojročného dieťaťa v Meliandou, dedine v západnej Afrike v Guineji.
Kmeň vírusu, ktorý infikoval dieťa, mal však pôvod v Konžskej demokratickej republike, ktorá je od Meliandou vzdialená tisíce kilometrov.
Pomocou rámca navrhnutého Bucetou a tímom boli vedci schopní „spätne“ predpovedať „vrchol infekcie u Meliandou [...] počas mesiacov, keď začalo ohnisko nákazy.“ Svoje zistenia považovali za „pozoruhodné“.
Keď však tím použil podobné údaje z iného miesta - ktoré bolo 400 kilometrov od Meliandou a malo odlišné podnebie -, výsledky neukázali vrchol infekcie počas tohto obdobia.
„V našom modeli,“ pokračuje Buceta, „je výskyt ohnísk úzko spojený s výkyvmi environmentálnych podmienok, ktoré majú vplyv na modely migrácie netopierov aj na mieru infekcie.“
„Takéto zistenia,“ dodáva, „výrazne naznačujú, že faktory životného prostredia zohrávajú kľúčovú úlohu pri šírení vírusu Ebola medzi netopiermi.“
Vedci dúfajú, že ich model pomôže predpovedať a predchádzať nielen ohniskám eboly, ale aj iným vírusom, ktoré sa prenášajú zo zvierat na ľudí.
