Nam netopirji lahko "povedo", kdaj in kje bo ebola napadla naslednjič?
Nove raziskave kažejo, da bomo morda lahko predvideli, kdaj in kje se bo zgodil naslednji izbruh ebole, če natančno pogledamo selitvene vzorce netopirjev.
Ebola je zelo usoden in zelo nalezljiv virus, ki so ga prvič odkrili v Zahodni Afriki leta 1976. Sadni netopirji naj bi bili naravni gostitelj virusa.
Medtem ko je večina smrtonosnih izbruhov izvirala iz afriških držav, se je zadnja kriza ebole, ki se je zgodila med letoma 2014 in 2016, razširila na preostali svet, vključno z ZDA.
V ZDA so bili registrirani štirje primeri, od katerih je eden povzročil smrt.
V tem kontekstu se lahko napovedovanje časa in lokacije naslednjega izbruha ebole izkaže še posebej koristno za njegovo preprečevanje. Zato so se raziskovalci lotili oblikovanja okvira za modeliranje, ki bi nam lahko pomagal predvideti tak dogodek v prihodnosti.
Novo študijo sta izvedla Javier Buceta, izredni profesor bioinženiringa, Paolo Bocchini, izredni profesor za gradbeno in okoljsko inženirstvo, in podoktorski raziskovalec Graziano Fiorillo - vsi so povezani z Univerzo Lehigh v Betlehemu, PA.
Domnevali so, da lahko sledenje njihovim migracijskim vzorcem, saj so netopirji nosilci virusa, pomaga ustvariti napovedni okvir.
Rezultati njihovih raziskav so bili objavljeni v reviji Znanstvena poročila.
Ustvarjanje matematičnega modela ebole
Za ustvarjanje okvira sta Buceta in ekipa uporabila satelitske informacije in vzorčenje parametrov. Raziskovalci so te podatke podali v računalniški algoritem ali model, ki je bil ustvarjen za napovedovanje pogojev, v katerih vedenje netopirjev korelira z izbruhi ebole.
Podatki, ki so bili vneseni v algoritem, so vključevali stopnjo smrtnosti in umrljivosti netopirjev, stopnjo okužbe z virusom in trajanje okrevanja.
Za napoved vrhov okužb z netopirji v določeni regiji je model vključeval informacije o tem, kdaj in kje so se netopirji selili, sezonske spremembe ter razpoložljivost hrane in zavetja.
Raziskovalci so morali upoštevati tudi okoljske informacije; v ta namen so uporabili Google Earth Engine za pridobivanje informacij iz ene od NASA-jevih zbirk podatkov.
Bocchini podrobno opisuje postopke, ki so jih uporabili, in rekel: »Morali smo preučiti naključna nihanja razpoložljivih virov na celotni afriški celini z visoko ločljivostjo; to je bil velik računalniški in verjetnostni izziv. "
"Z matematičnega vidika smo ugotovili," je nadaljeval, "da je problem podoben naključnemu širjenju potresnih valov v potresni regiji in lahko bi prilagodili svoja orodja."
Potem ko so raziskovalci izračunali stvari, kot sta vlaga in temperatura, so raziskovalci lahko "nato napovedali koncentracijo okuženih netopirjev, za katere bi lahko pričakovali, da bodo našli te pogoje," pojasnjuje Buceta.
Model natančno napove izbruh ebole
Epidemija ebole 2014–2016 se je začela s primerom 2-letnega otroka v Meliandouju, vasi v Gvineji v zahodni Afriki.
Vendar sev virusa, ki je okužil otroka, izvira iz Demokratične republike Kongo, ki je tisoč milj oddaljena od Meliandouja.
Z uporabo okvira, ki so ga oblikovali Buceta in ekipa, so raziskovalci lahko "retroaktivno" napovedali "vrhunec okužbe v Meliandouju [...] v mesecih, ko se je izbruh začel." Njihove ugotovitve so se jim zdele "izjemne".
Ko pa je ekipa uporabila podobne podatke z druge lokacije - ki je bila 400 kilometrov oddaljena od Meliandouja in je imela drugačno podnebje - rezultati v tem obdobju niso pokazali vrhunca okužbe.
"V našem modelu," nadaljuje Buceta, "je pojav izbruhov tesno povezan z nihanji v okoljskih pogojih, ki vplivajo tako na vzorce selitve netopirjev kot na stopnjo okužb."
"Takšne ugotovitve," dodaja, "močno kažejo, da imajo okoljski dejavniki ključno vlogo pri širjenju virusa ebole med netopirji."
Znanstveniki upajo, da bo njihov model pomagal napovedati in preprečiti ne samo izbruhe ebole, temveč tudi viruse drugih virusov, ki se prenašajo z živali na ljudi.
