Fatores de paisagem e clima podem prever a prevalência de bactérias da doença de Lyme

A prevalência de ninfas infectadas por Borrelia burgdorferi aumentou de forma não uniforme em NYS entre 2009 e 2019. Cinco locais de coleta representativos de diferentes condados (cada um representado por uma cor e forma únicas) ilustram os padrões temporais díspares de NIP entre os locais. O NIP aumentou nesses locais ao longo da década em que as coletas foram feitas, mas em taxas diferentes com base na inclinação da linha de melhor ajuste. Sites com NIP inicialmente baixo aumentaram nas taxas mais rápidas (centro-sul e oeste de NYS). Em contraste, a NIP geralmente aumentou em taxas moderadas em regiões com populações de patógenos estabelecidas. Esses locais representativos foram amostrados quase todos os anos do período de estudo e, assim, capturam a dinâmica populacional de patógenos em cada local com mais precisão. Os pontos representam a taxa de infecção média anual observada para cada local. Crédito:Jornal de Ecologia Aplicada (2022). DOI:10.1111/1365-2664.14274

Prever os hotspots da doença de Lyme pode ajudar as autoridades de saúde pública a orientar recursos e mensagens proativas ao público. Mas a ecologia da doença é complexa, envolvendo vários animais hospedeiros, carrapatos de patas pretas que servem como vetor da doença, o próprio agente causador da doença, a bactéria Borrelia burgdorferi e o ambiente em que todos vivem.
O estudo, publicado no Journal of Applied Ecology , desvenda a relação entre dois desses atores na ecologia da doença de Lyme:as bactérias e o meio ambiente. Liderada por Tam Tran, que obteve seu doutorado no Departamento de Biologia da Penn na Escola de Artes e Ciências, e com os mentores Dustin Brisson, professor do departamento, Shane Jensen da Wharton School, juntamente com colegas do Estado de Nova York Departamento de Saúde, a pesquisa investiga como variáveis como perturbação da paisagem e clima afetam a distribuição e abundância de B. burgdorferi. O resultado é um modelo analítico poderoso que pode prever com precisão a prevalência e distribuição das bactérias da doença de Lyme na paisagem, potencialmente uma ferramenta útil de saúde pública para ajudar a mitigar a transmissão de doenças.

"Sabemos que a doença de Lyme é uma ameaça crescente à saúde pública, mas ainda não encontramos grandes maneiras de lidar com isso. O número de casos continua crescendo", diz Tran, agora estudante de medicina na Virginia Commonwealth University. “O que é emocionante aqui é que, sabendo como o ambiente afeta tanto o sistema de carrapatos quanto as bactérias, podemos prever onde e quando haverá maiores quantidades do patógeno na paisagem”.

No estudo atual, Tran, Brisson, Jensen e colegas se concentraram principalmente em quais fatores influenciaram B. burgdorferi, cuja prevalência eles mediram determinando qual fração de carrapatos de perna preta amostrados estavam infectados com a bactéria. Tentativas mais antigas de estabelecer conexões entre a doença de Lyme e as variáveis ambientais resultaram em resultados mistos, pouco claros ou às vezes até contraditórios, diz Tran, em parte porque as contribuições do "ambiente" em grande escala podem ser tão multifacetadas.

Para construir seus modelos, a equipe de pesquisa coletou dados de quase 19.000 carrapatos de pernas pretas entre 2009 e 2018 em centenas de locais no estado de Nova York. Eles avaliaram como o número de carrapatos infectados e não infectados em centenas de locais ao longo de mais de uma década se alinhava com as características ambientais locais que se enquadravam em quatro categorias amplas:

fatores de paisagem, como elevação, histórico de incêndios e distância da infraestrutura, como estradas;
tamanhos de populações de hospedeiros vertebrados, incluindo pessoas, ursos, pássaros e veados;
condições de vigilância, incluindo temperatura e umidade locais no momento da coleta, bem como o esforço dedicado à coleta de espécimes; e
medidas climáticas, como médias mensais de temperatura, precipitação e dias com temperaturas abaixo de zero.

Executando vários agrupamentos dessas variáveis por meio de poderosos modelos de computador, os pesquisadores puderam descobrir quais eram mais influentes na determinação das taxas de infectividade.

"A principal descoberta foi que o clima era uma característica marcante no modelo", diz Tran. "A perturbação do habitat também foi importante, e encontramos o oposto do que saiu de estudos anteriores em alguns casos."

Embora análises anteriores tenham descoberto que aumentos na perturbação - coisas como incêndios, estradas cortando florestas e áreas de habitat fragmentadas - levaram a aumentos nos números de B. burgdorferi, a equipe liderada por Penn descobriu que habitats menos perturbados e mais intactos eram frequentemente associados a maior número de carrapatos infectados com a bactéria.

Depois de desenvolver um modelo com os dados coletados em 2009–18, eles testaram para ver quão bem o modelo poderia prever a prevalência e a distribuição encontradas nos dados coletados a partir de 2019.

"Descobrimos que era altamente preciso", diz Tran. "E o que é ótimo é que muitos dos dados que usamos para criar o modelo são gratuitos, o que significa que outras localidades podem replicar essas descobertas para ajudar a prever o risco da doença de Lyme, especialmente em áreas onde o clima e a paisagem são semelhantes a Nova Iorque."

As intervenções podem ser mensagens de saúde pública alertando os visitantes do parque, por exemplo, sobre o risco de doenças, "lembrando-os de fazer suas verificações de carrapatos", diz Tran. As descobertas também podem ajudar a orientar o futuro manejo da terra, aproveitando o poder da ecologia para reduzir potencialmente os riscos da doença de Lyme. + Explorar mais