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Cómo los científicos usan modelos climáticos para predecir brotes de enfermedades transmitidas por mosquitos

Pocos fenómenos naturales representan una amenaza mayor para los humanos que un enjambre de mosquitos que brotan de un grupo de huevos alojados en el suelo. Estas amenazas sanguinarias pueden transmitir una serie de enfermedades, como el zika, el Nilo occidental y la malaria, lo que convierte a los mosquitos en los animales más mortales del mundo.

Las enfermedades transmitidas por mosquitos amenazan a miles de millones de personas y, aunque las enfermedades varían en biología y geografía, la mayoría, si no todas, se ven exacerbadas por el cambio climático. Los científicos predicen que un mundo en calentamiento invitará a la propagación de más mosquitos y más enfermedades, amenazando a mil millones de personas más en los próximos 60 años. Pero las predicciones a largo plazo son difíciles de cumplir, y los expertos en salud pública creen que los pronósticos a corto plazo podrían mejorar los programas para salvar las vidas de las personas hoy en día.

Durante los últimos 20 años, los científicos que estudian los patrones climáticos han reconstruido cómo los datos en tiempo real pueden ayudar a predecir brotes de enfermedades transmitidas por mosquitos semanas o incluso meses antes de que los insectos emerjan del suelo. Estas herramientas pueden proporcionar un mecanismo para prevenir millones de muertes, rastrear monzones y otros ciclos de lluvia para pronosticar eventos de eclosión de mosquitos.

"Creo que los problemas son innegables", dice Juli Trtanj, responsable de clima y salud de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Las temperaturas más cálidas, las sequías más frecuentes, los devastadores incendios forestales y los poderosos huracanes tienen implicaciones significativas para la salud pública, y el nacimiento estacional de millones de mosquitos, vinculado a los patrones climáticos, es quizás el mayor riesgo para la salud pública de todos. “El hecho es que podemos observarlo. Podemos predecirlo. Y tenemos que hacer algo al respecto ".

Los brotes pueden ocurrir en un abrir y cerrar de ojos. El virus Zika, transmitido por los mosquitos Aedes aegypti, infectó a más de un millón de personas solo en 2015. Los brotes anuales del virus debilitante del chikungunya a menudo también afectan a millones. En África oriental, diferentes especies de mosquitos Aedes ( Aedes mcintoshi y Aedes ochraceus ) amenazan a los humanos y al ganado con brotes estacionales de fiebre del valle del Rift (RFV).

Hacia el final de la temporada de lluvias, estos mosquitos ponen sus huevos en praderas poco profundas o dambos. Cuando meses de fuertes lluvias inundan el área el año siguiente, esos huevos comienzan a eclosionar en lotes, manteniendo un flujo constante de millones de portadores potenciales de enfermedades.

Mosquito Naciendo Larvas comunes de mosquitos domésticos ( Culex pipiens ). (DeAgostini / Getty Images)

Para Assaf Anyamba, un científico investigador de la división de ciencias de la tierra de la NASA, los brotes provocados por la lluvia tienen un culpable principal: el patrón climático de El Niño. En 1997, Anyamba comenzó a estudiar cómo el ciclo cálido de El Niño (y el ciclo frío de La Niña) podrían relacionarse con las oleadas de enfermedades transmitidas por mosquitos.

Él y su equipo, una colaboración que incluye a la NASA, la NOAA, el Departamento de Defensa y el Departamento de Agricultura, reunieron montañas de datos. Rastrearon las temperaturas de la superficie en tierra y mar, siguieron los patrones climáticos esperados y las observaciones climáticas, y utilizaron imágenes de satélite para calcular la lluvia (la vegetación verde vibrante es un claro signo de tierra bien regada). Todas estas métricas se compilaron en una sola herramienta que podría identificar regiones en riesgo de brotes de fiebre del Valle del Rift. En 2006, el monitor RVF hizo su primera predicción.

"Nunca antes se había intentado nada como esto, solo para arriesgarse y emitir una predicción", dice Anyamba. Sobre la base de la detección de la herramienta de las fuertes condiciones de El Niño, Estados Unidos emitió una advertencia a los países de África Oriental sobre el alto riesgo de RVF en septiembre de 2006. “Fue una declaración muy valiente de nuestra parte, pero pensamos que estábamos en algo. "

Como resultado, estaban en algo. Para noviembre de ese año, los científicos de la región confirmaron el virus. La herramienta del equipo predijo con éxito la enfermedad meses antes de que apareciera. Anyamba atribuye parte del éxito a la ciencia sólida y la otra parte a relaciones internacionales sólidas. Los gobiernos regionales y la comunidad internacional movilizaron recursos para salvar vidas dos meses antes de que hubieran respondido al brote inminente.

Mapa de lluvia Mapa que muestra regiones de precipitaciones anormalmente altas (azules) o bajas (rojas). La alta precipitación está asociada con un alto riesgo de RVF. La sequía está asociada con el riesgo de dengue, zika y chikungunya. (Assaf Anyamba et al. / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

El grupo de investigación continuó perfeccionando su herramienta de predicción de mosquitos, mientras que las relaciones internacionales en el mundo de la salud pública se desarrollaron aún más. Anyamba dice que la predicción de 2006 fue una "prueba de concepto" exitosa, pero que tenían la vista puesta en la escala global.

En 2014 y 2015, el equipo detectó lo que se convertiría en uno de los tres sistemas de El Niño más fuertes desde 1950. Emitieron advertencias a nivel mundial, haciendo sonar la alarma de enfermedades como la malaria en Bangladesh, la FVR en África Oriental y el dengue y el Zika en Brasil ( donde las altas temperaturas y las sequías causadas por El Niño en el hemisferio occidental pueden provocar brotes).

Para RVF, siete agencias se unieron para emitir una primera "Notificación de riesgo de salud emergente" basada en el nuevo modelo. "Si hacemos esto bien, nadie escuchará sobre un brote de fiebre del Valle del Rift en 2016, porque no habrá uno", dijo Trtanj en ese momento.

Los dambos se inundaron. Los mosquitos emergieron. Pero los humanos y el ganado se salvaron en África Oriental. Según Anyamba, los gobiernos fueron proactivos con respecto a la vacunación y divulgación de animales. "Se tomaron el mensaje en serio", dice. "Esto le dice, cuando las burocracias captan información de manera oportuna, qué puede suceder".

Al oeste, se detectaron 105 casos de FVR en Níger, lo que resultó en 28 muertes. Las diferencias en la prevención de enfermedades son probablemente atribuibles a distintos recursos y respuestas gubernamentales.

Oveja Ovejas en una granja en Ruiru, cerca de Nairobi, Kenia. En 2007, el modelo climático ayudó a predecir el brote de RVF, pero los humanos y el ganado aún se vieron afectados. En 2016, el modelo ayudó a prevenir el brote por completo. (Ken Linthicum y Assaf Anyamba)

Trtanj enfatiza la importancia de las asociaciones internacionales. "Se trata de generar confianza", dice ella. Tener confianza en la ciencia es una cosa, pero lleva años desarrollar las relaciones institucionales esenciales necesarias para convertir la ciencia en acción. Las campañas de educación pública también pueden ser vitales. En Kenia, la OMS financió transmisiones de radio para alertar a las poblaciones locales y prevenir la carne del ganado enfermo. Aún así, creen que la vigilancia constante de la enfermedad y los informes pueden mejorarse.

Según la Organización Mundial de la Salud, más de la mitad de los 7, 5 mil millones de personas del mundo corren el riesgo de contraer enfermedades transmitidas por mosquitos. Muchas de estas enfermedades involucran al mismo género de mosquitos. Tanto Anyamba como Trtanj visualizan el uso del clima para aliviar esta enorme carga global.

"La idea general aquí no es que puedas eliminar la enfermedad por completo", dice Anyamba. "Pero básicamente es poder administrar y minimizar".

Durante los últimos tres años, el equipo de Anyamba ha cambiado su enfoque a la predicción de enfermedades de los mosquitos Aedes aegypti que transmiten Zika, dengue y chikungunya. Están utilizando inteligencia artificial para absorber datos de imágenes satelitales, observaciones climáticas y meteorológicas, densidad de población e informes de brotes en tiempo real, todo para identificar las regiones en riesgo de brote de chikungunya. Una aplicación llamada CHIKRisk se está desarrollando en colaboración con la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa del DoD para su lanzamiento público a finales de este año.

"No hay ninguna razón con los datos, la observación y la capacidad de modelado que tenemos en el mundo de que todavía nos sorprenda el brote de la enfermedad", dice Trtanj. “Deberíamos saberlo mejor. Podemos hacerlo mejor. Todavía no debemos ser atrapados con los pies planos ”.

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