Μπορούν οι νυχτερίδες να μας πουν πότε και πού θα χτυπήσει ο Έμπολα;
Νέα έρευνα δείχνει ότι ενδέχεται να είμαστε σε θέση να προβλέψουμε πότε και πού θα συμβεί το επόμενο ξέσπασμα του Έμπολα, αν ρίξουμε μια προσεκτική ματιά στα μεταναστευτικά μοτίβα των νυχτερίδων.
Ο Έμπολα είναι ένας εξαιρετικά θανατηφόρος και εξαιρετικά μολυσματικός ιός που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στη Δυτική Αφρική το 1976. Οι νυχτερίδες φρούτων πιστεύεται ότι είναι ο φυσικός ξενιστής του ιού.
Ενώ τα περισσότερα θανατηφόρα κρούσματα έχουν προέλθει από αφρικανικές χώρες, η τελευταία κρίση του Έμπολα - που σημειώθηκε μεταξύ 2014 και 2016 - εξαπλώθηκε στον υπόλοιπο κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών.
Στις ΗΠΑ, καταγράφηκαν τέσσερις περιπτώσεις, μία εκ των οποίων είχε ως αποτέλεσμα θάνατο.
Σε αυτό το πλαίσιο, η πρόβλεψη του χρόνου και της θέσης της επόμενης εστίας του Έμπολα μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη για την πρόληψή της. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ερευνητές θέλησαν να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο μοντελοποίησης που μπορεί να μας βοηθήσει να προβλέψουμε ένα τέτοιο γεγονός στο μέλλον.
Η νέα μελέτη πραγματοποιήθηκε από τον Javier Buceta, αναπληρωτή καθηγητή βιοτεχνολογίας, Paolo Bocchini, που είναι αναπληρωτής καθηγητής πολιτικών και περιβαλλοντικών μηχανικών, και μεταδιδακτορικός ερευνητής Graziano Fiorillo - όλοι τους είναι συνδεδεμένοι με το Πανεπιστήμιο Lehigh στη Βηθλεέμ, PA.
Υποθέτουν ότι, δεδομένου ότι τα νυχτερίδες είναι φορείς του ιού, η παρακολούθηση των μεταναστευτικών τους μοτίβων μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία ενός προγνωστικού πλαισίου.
Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Επιστημονικές εκθέσεις.
Δημιουργία μαθηματικού μοντέλου Έμπολα
Για τη δημιουργία του πλαισίου, η Buceta και η ομάδα χρησιμοποίησαν δορυφορικές πληροφορίες και δειγματοληψία παραμέτρων. Οι ερευνητές τροφοδότησαν αυτές τις πληροφορίες σε έναν αλγόριθμο υπολογιστή, ή μοντέλο, το οποίο δημιουργήθηκε για να προβλέψει τις συνθήκες στις οποίες η συμπεριφορά των νυχτερίδων συσχετίζεται με τα κρούσματα του Έμπολα.
Τα δεδομένα που εισήχθησαν στον αλγόριθμο περιελάμβαναν τα ποσοστά θνησιμότητας και θνησιμότητας των νυχτερίδων, τον ρυθμό με τον οποίο μολύνθηκαν από τον ιό και πόσο καιρό χρειάστηκαν για να ανακάμψουν.
Επίσης, για την πρόβλεψη κορυφών μολύνσεων νυχτερίδων σε μια συγκεκριμένη περιοχή, το μοντέλο περιελάμβανε πληροφορίες σχετικά με το πότε και το πού μετανάστευσαν οι νυχτερίδες, εποχιακές αλλαγές και διαθεσιμότητα τροφής και στέγης.
Οι ερευνητές έπρεπε επίσης να λάβουν υπόψη τις περιβαλλοντικές πληροφορίες. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποίησαν το Google Earth Engine για να ανακτήσουν πληροφορίες από μία από τις βάσεις δεδομένων της NASA.
Ο Bocchini περιγράφει λεπτομερώς τις διαδικασίες που χρησιμοποίησαν, λέγοντας: «Πρέπει να μελετήσουμε τις τυχαίες διακυμάνσεις των διαθέσιμων πόρων σε ολόκληρη την αφρικανική ήπειρο σε υψηλή ανάλυση. ήταν μια τεράστια υπολογιστική και πιθανολογική πρόκληση. "
«Το αναγνωρίσαμε από μαθηματική άποψη», συνεχίζει, «το πρόβλημα είναι παρόμοιο με την τυχαία διάδοση σεισμικών κυμάτων σε μια περιοχή που υπόκειται σε σεισμούς και θα μπορούσαμε να προσαρμόσουμε τα εργαλεία μας».
Αφού υπολογίστηκαν πράγματα όπως η υγρασία και η θερμοκρασία, οι ερευνητές μπόρεσαν να «προβλέψουν τότε τη συγκέντρωση των μολυσμένων νυχτερίδων που θα περίμενε κανείς να βρει υπό αυτές τις συγκεκριμένες συνθήκες», εξηγεί ο Buceta.
Το μοντέλο προβλέπει με ακρίβεια την επιδημία του Έμπολα
Η επιδημία του Έμπολα 2014-2016 ξεκίνησε με την περίπτωση ενός παιδιού 2 ετών στη Μελιάνδου, ένα χωριό στη Γουινέα της Δυτικής Αφρικής.
Ωστόσο, το στέλεχος του ιού που προσβάλλει το παιδί είχε την προέλευσή του στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, που βρίσκεται χιλιάδες μίλια μακριά από το Meliandou.
Χρησιμοποιώντας το πλαίσιο που σχεδίασε η Buceta και η ομάδα, οι ερευνητές μπόρεσαν να «προβλέψουν αναδρομικά» μια «αιχμή μόλυνσης στο Meliandou […] κατά τη διάρκεια των μηνών που ξεκίνησε το ξέσπασμα». Θεώρησαν τα ευρήματά τους «αξιόλογα».
Ωστόσο, όταν η ομάδα εφάρμοσε παρόμοια δεδομένα από διαφορετική τοποθεσία - η οποία ήταν 400 χιλιόμετρα μακριά από τη Μελιάνδου και είχε διαφορετικό κλίμα - τα αποτελέσματα δεν έδειξαν αιχμή μόλυνσης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
«Στο μοντέλο μας», συνεχίζει ο Buceta, «η εμφάνιση εστιών συνδέεται στενά με τις διακυμάνσεις των περιβαλλοντικών συνθηκών που επηρεάζουν τόσο τα πρότυπα μετανάστευσης νυχτερίδων όσο και τα ποσοστά μόλυνσης».
«Τέτοια ευρήματα», προσθέτει, «υποδηλώνουν έντονα ότι περιβαλλοντικοί παράγοντες διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην εξάπλωση του ιού του Έμπολα μεταξύ των νυχτερίδων».
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το μοντέλο τους θα βοηθήσει στην πρόβλεψη και την πρόληψη όχι μόνο των επιδημιών του Έμπολα, αλλά και εκείνων άλλων ιών που μεταδίδονται από ζώα στον άνθρωπο.
