Wetenschap
Kan klimaatverandering de overdracht van malaria versnellen? Nieuw onderzoek werpt licht op de gevolgen van temperatuur
Malaria is een door muggen overgebrachte ziekte die wordt veroorzaakt door een parasiet die zich verspreidt door beten van geïnfecteerde vrouwelijke Anopheles-muggen. Als malaria bij mensen niet wordt behandeld, kan dit ernstige symptomen, gezondheidscomplicaties en zelfs de dood veroorzaken.
In tropische en subtropische gebieden waar malaria veel voorkomt, zijn wetenschappers bezorgd dat de opwarming van het klimaat het risico op malaria-overdracht in bepaalde gebieden zou kunnen vergroten en zou kunnen bijdragen aan verdere verspreiding. Er valt echter nog veel te leren over de relatie tussen temperatuur en de eigenschappen van muggen en parasieten die de overdracht van malaria beïnvloeden.
In "Het schatten van de effecten van temperatuur op de overdracht van de menselijke malariaparasiet, Plasmodium falciparum", een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications , combineerden onderzoekers van de Universiteit van Florida, Pennsylvania State University en Imperial College nieuwe experimentele gegevens binnen een innovatief modelleringskader om te onderzoeken hoe temperatuur het transmissierisico in verschillende omgevingen in Afrika kan beïnvloeden.
"In grote lijnen weten wetenschappers dat de temperatuur van invloed is op belangrijke kenmerken, zoals de levensduur van muggen, de tijd die een mug nodig heeft om besmettelijk te worden nadat ze zich hebben gevoed met een geïnfecteerde gastheer, en het algehele vermogen van de mug om de ziekte over te dragen", zegt Matthew Thomas. , een UF/IFAS-professor en directeur van het UF/IFAS Invasion Science Research Institute (ISRI).
"Maar wat misschien verrassend lijkt, is dat deze temperatuurafhankelijkheid niet goed is gemeten voor een van de belangrijkste malariavectoren in Afrika."
"Onze bevindingen bieden nieuwe inzichten in de effecten van temperatuur op het vermogen van Anopheles gambiae-muggen – misschien wel de belangrijkste malariamug in Afrika – om Plasmodium falciparum over te dragen, de meest voorkomende soort menselijke malaria in Afrika", zegt Eunho Suh, eerste lid van het onderzoek. -auteur bij Isaac Stopard aan het Imperial College, en assistent-onderzoeksprofessor aan Penn State, die het empirische onderzoek uitvoerde als postdoctoraal student in het vorige laboratorium van Thomas.
Het onderzoek omvatte verschillende gedetailleerde laboratoriumexperimenten waarbij honderden muggen werden gevoed met met Plasmodium falciparum geïnfecteerd bloed en vervolgens werden blootgesteld aan verschillende temperaturen om de voortgang van de infectie en de ontwikkelingssnelheid van de muggen te onderzoeken, evenals de overleving van de muggen zelf. /P>
"De nieuwe gegevens werden vervolgens gebruikt om de implicaties van de temperatuur op het transmissiepotentieel van malaria te onderzoeken op vier locaties in Kenia die diverse huidige omgevingen vertegenwoordigen met verschillende intensiteiten van de basistransmissie, en waarvan wordt voorspeld dat ze onder klimaatverandering verschillende patronen van opwarming zullen ervaren", legt hij uit. Thomas.
De studie ondersteunt eerdere onderzoeksresultaten door aan te tonen dat verschillende eigenschappen van muggen en parasieten intermitterende relaties vertonen met de temperatuur en dat bij toekomstige opwarmingstemperaturen het transmissiepotentieel in sommige omgevingen waarschijnlijk zal toenemen, maar in andere kan afnemen.
De nieuwe gegevens suggereren echter dat parasieten zich sneller kunnen ontwikkelen bij lagere temperaturen en dat de snelheid waarmee parasieten zich ontwikkelen mogelijk minder gevoelig is voor temperatuurveranderingen dan eerder werd gedacht.
De gegevens geven ook aan dat de succesvolle ontwikkeling van parasieten bij de mug afneemt bij extreme temperaturen, wat bijdraagt aan de bovenste en onderste omgevingsgrenzen voor overdracht.
Het combineren van deze resultaten in een eenvoudig overdrachtsmodel suggereert dat, in tegenstelling tot eerdere voorspellingen, de verwachte toename van de overdracht van malaria, toegeschreven aan de opwarming van het klimaat, minder ernstig zou kunnen zijn dan gevreesd, vooral in koelere streken zoals de Keniaanse Hooglanden.
"Sommige van de huidige aannames over de ecologie van muggen en de overdracht van malaria komen voort uit onderzoek dat in het begin van de vorige eeuw is gedaan. Onze studie is belangrijk omdat het de noodzaak benadrukt om een deel van dit conventionele begrip te herzien", aldus Thomas.
"Hoewel de tijd die nodig is voordat een mug besmettelijk wordt, sterk afhankelijk is van de omgevingstemperatuur, hangt deze ook af van de soort en mogelijk de stam van de malaria en de mug", zegt Suh.
De uitgebreide studie en bevindingen vertegenwoordigen een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de complexiteit van de overdracht van malaria en maken de weg vrij voor toekomstig onderzoek gericht op het beheersen van malaria op mondiale schaal.
"Ons werk concentreerde zich op de malariaparasiet Plasmodium falciparum in de Afrikaanse malariavector, Anopheles gambiae. Plasmodium vivax is echter een andere belangrijke parasietsoort die verantwoordelijk is voor de meeste malaria in Azië, evenals voor de recentelijk gerapporteerde malariagevallen in de VS", aldus Suh. .
"Net als Plasmodium falciparum blijft het gevestigde model dat de effecten van temperatuur op de ontwikkeling van Plasmodium vivax beschrijft, slecht gevalideerd."
Hetzelfde geldt voor andere door vectoren overgedragen ziekten, zoals dengue of het Zika-virus, voegde Suh toe.
"We hebben meer werk nodig van het type dat we in het huidige artikel presenteren, idealiter met behulp van lokale muggen- en parasieten- of ziekteverwekkerstammen, om de effecten van het klimaat en de klimaatverandering op het transmissierisico beter te begrijpen," zei hij.