Mogu li nam šišmiši 'reći' kada i gdje će ebola sljedeći put udariti?
Novo istraživanje sugerira da bismo mogli predvidjeti kada i gdje će se dogoditi sljedeće izbijanje ebole ako pažljivo pogledamo migracijske obrasce šišmiša.
Ebola je visoko fatalan i vrlo zarazan virus koji je prvi put otkriven u zapadnoj Africi 1976. Smatra se da su voćni šišmiši prirodni domaćin virusa.
Iako je većina smrtonosnih epidemija potekla iz afričkih zemalja, posljednja kriza ebole - koja se dogodila između 2014. i 2016. - proširila se na ostatak svijeta, uključujući Sjedinjene Države.
U SAD-u su registrirana četiri slučaja, od kojih je jedan rezultirao smrću.
U tom kontekstu, predviđanje vremena i mjesta sljedećeg izbijanja ebole može se pokazati posebno korisnim za njegovo sprečavanje. Zbog toga su istraživači krenuli u stvaranje okvira za modeliranje koji bi nam mogao pomoći da predvidimo takav događaj u budućnosti.
Novo istraživanje proveli su Javier Buceta, izvanredni profesor bioinženjerstva, Paolo Bocchini, koji je izvanredni profesor inženjerstva građevine i zaštite okoliša, i postdoktorski istraživač Graziano Fiorillo - koji su svi povezani sa Sveučilištem Lehigh u Betlehemu, PA.
Pretpostavili su da, budući da su šišmiši nositelji virusa, praćenje njihovih migracijskih obrazaca može pomoći u stvaranju prediktivnog okvira.
Rezultati njihovog istraživanja objavljeni su u časopisu Znanstvena izvješća.
Stvaranje matematičkog modela ebole
Da bi stvorili okvir, Buceta i tim koristili su satelitske informacije i uzorkovanje parametara. Istraživači su te podatke unijeli u računalni algoritam ili model koji je stvoren za predviđanje uvjeta u kojima ponašanje šišmiša korelira s izbijanjem ebole.
Podaci uloženi u algoritam uključuju stope nataliteta i smrtnosti šišmiša, brzinu zaraze virusom i koliko im je vremena trebalo da se oporave.
Također, kako bi se predvidio maksimum zaraze šišmišima u određenoj regiji, model je uključivao informacije o tome kada su i gdje šišmiši migrirali, sezonskim promjenama te dostupnosti hrane i skloništa.
Istraživači su također morali uzeti u obzir informacije o okolišu; u tu svrhu koristili su Google Earth Engine za dohvaćanje podataka iz jedne od NASA-inih baza podataka.
Bocchini detaljno opisuje postupke koje su koristili, rekavši: „Morali smo proučiti slučajne fluktuacije dostupnih resursa na cijelom afričkom kontinentu u visokoj rezoluciji; bio je to masivan računalni i vjerojatnosni izazov. "
"Prepoznali smo to s matematičke točke gledišta", nastavlja on, "problem je sličan nasumičnom širenju seizmičkih valova u regiji koja je podložna potresima i mogli bismo prilagoditi svoje alate."
Nakon što su uzeli u obzir stvari poput vlage i temperature, istraživači su mogli "tada predvidjeti koncentraciju zaraženih šišmiša koje bi se moglo očekivati s obzirom na te posebne uvjete", objašnjava Buceta.
Model točno predviđa izbijanje ebole
Epidemija ebole 2014–2016 započela je slučajem dvogodišnjeg djeteta u Meliandouu, selu u Gvineji u zapadnoj Africi.
Međutim, soj virusa koji je zarazio dijete porijeklom je iz Demokratske Republike Kongo, koja je tisućama kilometara udaljena od Meliandoua.
Koristeći okvir koji su dizajnirali Buceta i tim, istraživači su mogli "retroaktivno" predvidjeti "vrhunac zaraze u Meliandouu [...] tijekom mjeseci kada je izbijanje započelo." Smatrali su da su njihovi nalazi "izvanredni".
Međutim, kada je tim primijenio slične podatke s drugog mjesta - koje je bilo udaljeno 400 kilometara od Meliandoua i imalo je drugačiju klimu - rezultati nisu pokazali vrhunac zaraze u tom razdoblju.
"U našem modelu", nastavlja Buceta, "pojava izbijanja bolesti usko je povezana s oscilacijama u okolišu koje imaju utjecaj na obrasce migracije šišmiša i stopu zaraze."
"Takva otkrića", dodaje, "snažno sugeriraju da čimbenici okoliša igraju ključnu ulogu u širenju virusa ebole među šišmišima."
Znanstvenici se nadaju da će njihov model pomoći predvidjeti i spriječiti ne samo izbijanje ebole, već i virusa koji se prenose sa životinja na ljude.
