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Como os cientistas usam modelos climáticos para prever surtos de doenças transmitidas por mosquitos

Poucos fenômenos naturais representam uma ameaça maior para os seres humanos do que um enxame de mosquitos em erupção de um aglomerado de ovos alojados no solo. Essas ameaças sanguinárias podem carregar uma série de doenças, como o Zika, o Nilo Ocidental e a malária, tornando os mosquitos os animais mais mortíferos do mundo.

Doenças transmitidas por mosquitos ameaçam bilhões de pessoas, e enquanto as doenças variam em biologia e geografia, a maioria, se não todas, é exacerbada pela mudança climática. Os cientistas prevêem que um mundo em aquecimento vai convidar a disseminação de mais mosquitos e mais doenças, ameaçando mais um bilhão de pessoas nos próximos 60 anos. Mas previsões de longo prazo são difíceis de serem realizadas, e especialistas em saúde pública acreditam que as previsões de curto prazo podem dar mais impulso a programas para salvar a vida das pessoas hoje.

Nos últimos 20 anos, os cientistas que estudam os padrões climáticos reuniram informações sobre como os dados em tempo real podem ajudar a prever surtos de doenças transmitidas por mosquitos semanas ou até meses antes de os insetos emergirem do solo. Essas ferramentas podem fornecer um mecanismo para evitar milhões de mortes, rastrear monções e outros ciclos de chuvas para prever eventos de eclosão de mosquitos.

"Acho que as questões são inegáveis", diz Juli Trtanj, líder em clima e saúde na Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA). Temperaturas mais altas, secas mais freqüentes, incêndios florestais devastadores e furacões poderosos têm implicações significativas para a saúde pública - e o nascimento sazonal de milhões de mosquitos, ligados a padrões climáticos, é talvez o maior risco para a saúde pública de todos eles. “O fato é que podemos observá-lo. Nós podemos prever isso. E precisamos fazer algo sobre isso.

Surtos podem acontecer em um piscar de olhos. O vírus Zika, transmitido por mosquitos Aedes aegypti, infectou mais de um milhão de pessoas somente em 2015. Os surtos anuais do vírus chikungunya debilitante afetam também milhões de pessoas. Na África Oriental, diferentes espécies de mosquitos Aedes ( Aedes mcintoshi e Aedes ochraceus ) ameaçam os seres humanos e o gado com surtos sazonais da Febre do Vale do Rift (RFV).

Perto do final da estação chuvosa, esses mosquitos põem seus ovos em gramados rasos, ou dambos. Quando meses de fortes chuvas inundam a área no ano seguinte, esses ovos começam a eclodir em lotes, mantendo um fluxo constante de milhões de portadores de doenças em potencial.

Nascer do mosquito Larvas de mosquito casa comum ( Culex pipiens ). (DeAgostini / Getty Images)

Para Assaf Anyamba, pesquisador da divisão de ciências da terra da NASA, os surtos causados ​​por chuvas têm um dos principais culpados: o padrão climático El Niño. Em 1997, Anyamba começou a estudar como o ciclo quente do El Niño (e ciclo frio de La Niña) pode se relacionar com os surtos de doenças transmitidas por mosquitos.

Ele e sua equipe - uma colaboração que inclui a NASA, a NOAA, o Departamento de Defesa e o Departamento de Agricultura - reuniram montanhas de dados. Eles rastrearam as temperaturas da superfície terrestre e marítima, seguiram os padrões climáticos esperados e as observações meteorológicas e usaram imagens de satélite para calcular as chuvas (a vegetação verde vibrante é um sinal claro de terra bem irrigada). Todas essas métricas foram compiladas em uma única ferramenta que poderia identificar regiões em risco de surtos de febre do Vale do Rift. Em 2006, o Monitor RVF fez sua primeira previsão.

"Nada como isso já havia sido tentado antes, apenas para sair em um membro e emitir uma previsão", diz Anyamba. Com base na ferramenta de detecção de fortes condições de El Niño, os Estados Unidos emitiram um alerta aos países do Leste Africano sobre o alto risco de agressão ao uso de RVF em setembro de 2006. “Foi uma declaração muito corajosa nossa, mas pensamos em alguma coisa. "

Como se constata, eles estavam em algo. Em novembro daquele ano, cientistas da região confirmaram o vírus. A ferramenta da equipe previu com sucesso a doença meses antes de aparecer. Anyamba atribui parte do sucesso à ciência sólida e a outra parte a fortes relações internacionais. Os governos regionais e a comunidade internacional mobilizaram recursos para salvar vidas dois meses antes de responder de outra forma ao surto iminente.

Mapa da chuva Mapa mostrando regiões de precipitação anormalmente alta (azul) ou baixa (vermelha). A alta pluviosidade está associada ao alto risco de FVR. A seca está associada ao risco de dengue, zika e chikungunya. (Assaf Anyamba e outros / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

O grupo de pesquisa continuou a aperfeiçoar sua ferramenta de previsão de mosquitos enquanto as relações internacionais no mundo da saúde pública se desenvolviam mais. Anyamba diz que a previsão de 2006 foi uma “prova de conceito” bem-sucedida, mas que eles tinham os olhos postos na escala global.

Em 2014 e 2015, a equipe detectou o que se tornaria um dos três sistemas El Niño mais fortes desde 1950. Eles emitiram alertas globalmente, soando o alarme de doenças como malária em Bangladesh, RVF na África Oriental e dengue e zika no Brasil ( onde as altas temperaturas e secas causadas pelo El Niño no Hemisfério Ocidental podem desencadear surtos).

Para a RVF, sete agências se reuniram para emitir a primeira “Notificação emergente de risco à saúde” baseada no novo modelo. "Se fizermos isso direito, ninguém vai ouvir sobre um surto de Febre do Vale do Rift em 2016, porque não haverá um", disse Trtanj na época.

Os dambos foram inundados. Os mosquitos surgiram. Mas humanos e gado foram poupados na África Oriental. De acordo com Anyamba, os governos eram proativos em relação à vacinação e divulgação de animais. "Eles levaram a mensagem a sério", diz ele. “Isso diz a você, quando as burocracias captam informações de maneira oportuna, o que pode acontecer.”

Para o oeste, 105 casos de FVR foram detectados no Níger, resultando em 28 mortes. As diferenças na prevenção de doenças são provavelmente atribuíveis a recursos e respostas governamentais distintas.

Ovelhas Carneiros em uma exploração agrícola em Ruiru perto de Nairobi, Kenya. Em 2007, o modelo climático ajudou a prever o surto de FVR, mas os seres humanos e a pecuária ainda foram afetados. Em 2016, o modelo ajudou a evitar totalmente o surto. (Ken Linthicum e Assaf Anyamba)

Trtanj enfatiza a importância das parcerias internacionais. "É sobre a construção de confiança", diz ela. Ser confiante na ciência é uma coisa, mas leva anos para desenvolver as relações institucionais essenciais necessárias para transformar a ciência em ação. Campanhas de educação pública também podem ser vitais. No Quênia, a OMS financiou transmissões de rádio para alertar as populações locais e alertar contra a carne de animais doentes. Ainda assim, eles acreditam que a vigilância constante da doença e a notificação podem ser melhoradas.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, mais da metade dos 7, 5 bilhões de pessoas no mundo correm o risco de contrair doenças transmitidas por mosquitos. Muitas dessas doenças envolvem o mesmo gênero de mosquito. Tanto Anyamba quanto Trtanj imaginam usar o clima para aliviar esse enorme fardo global.

"A ideia toda aqui não é que você seja capaz de eliminar completamente a doença", diz Anyamba. "Mas basicamente é ser capaz de gerenciar e minimizar."

Nos últimos três anos, a equipe de Anyamba mudou o foco para prever doenças dos mosquitos Aedes aegypti que transmitem zika, dengue e chikungunya. Eles estão usando inteligência artificial para absorver dados de imagens de satélite, observações climáticas e climáticas, densidade populacional e relatórios de surtos em tempo real - tudo para identificar regiões em risco de surto de chikungunya. Um aplicativo chamado CHIKRisk está sendo desenvolvido em parceria com a Agência de Redução de Ameaças de Defesa do DoD para divulgação pública ainda este ano.

"Não há nenhuma razão com os dados, observação e capacidade de modelagem que temos no mundo que ainda estamos surpresos com o surto da doença", diz Trtanj. “Nós deveríamos saber melhor. Nós podemos fazer melhor. Ainda não devemos ser pegos de surpresa. ”

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