La prevalencia de ninfas infectadas con Borrelia burgdorferi aumentó de manera no uniforme en el estado de Nueva York entre 2009 y 2019. Cinco sitios de recolección representativos de diferentes condados (cada uno representado con un color y una forma únicos) ilustran los patrones temporales dispares de NIP entre los sitios. El NIP aumentó en estos sitios durante la década en que se realizaron las recolecciones, pero a diferentes tasas según la pendiente de la línea de mejor ajuste. Los sitios con un NIP inicialmente bajo aumentaron a las tasas más rápidas (centro-sur y oeste del estado de Nueva York). En contraste, NIP generalmente aumentó a tasas moderadas en regiones con poblaciones de patógenos establecidas. Estos sitios representativos fueron muestreados casi todos los años del período de estudio y, por lo tanto, capturan la dinámica de la población de patógenos en cada sitio con mayor precisión. Los puntos representan la tasa de infección media anual observada para cada sitio. Crédito:Revista de Ecología Aplicada (2022). DOI:10.1111/1365-2664.14274
Predecir los puntos críticos de la enfermedad de Lyme puede ayudar a los funcionarios de salud pública a orientar los recursos y enviar mensajes proactivos al público. Pero la ecología de la enfermedad es compleja e involucra a varios animales hospedadores, garrapatas de patas negras que sirven como vector de la enfermedad, el propio agente causante de la enfermedad, la bacteria Borrelia burgdorferi y el entorno en el que viven.
El estudio, publicado en el Journal of Applied Ecology , desenreda la relación entre dos de estos actores en la ecología de la enfermedad de Lyme:las bacterias y el medio ambiente. Dirigido por Tam Tran, quien obtuvo su doctorado en el Departamento de Biología de Penn en la Escuela de Artes y Ciencias, y con los mentores Dustin Brisson, profesor del departamento, Shane Jensen de la Escuela Wharton, junto con colegas del Estado de Nueva York. Departamento de Salud, la investigación investiga cómo variables como la alteración del paisaje y el clima afectan la distribución y abundancia de B. burgdorferi. El resultado es un poderoso modelo analítico que puede predecir con precisión la prevalencia y distribución de la bacteria de la enfermedad de Lyme en el paisaje, lo que podría ser una herramienta de salud pública útil para ayudar a mitigar la transmisión de la enfermedad.
"Sabemos que la enfermedad de Lyme es una amenaza creciente para la salud pública, pero no hemos encontrado buenas maneras de abordarla. El número de casos sigue creciendo", dice Tran, ahora estudiante de medicina en la Virginia Commonwealth University. "Lo emocionante aquí es que, al saber cómo afecta el medio ambiente tanto al sistema de garrapatas como a la bacteria, podemos predecir dónde y cuándo habrá mayores cantidades del patógeno en el paisaje".
En el estudio actual, Tran, Brisson, Jensen y sus colegas se centraron principalmente en los factores que influyeron en la B. burgdorferi, cuya prevalencia midieron al determinar qué fracción de las garrapatas de patas negras de las que tomaron muestras estaban infectadas con la bacteria. Los intentos más antiguos de establecer conexiones entre la enfermedad de Lyme y las variables ambientales han resultado en resultados mixtos, poco claros o, a veces, incluso contradictorios, dice Tran, en parte porque las contribuciones del "medio ambiente" pueden ser muy multifacéticas.
Para construir sus modelos, el equipo de investigación tomó datos recopilados de casi 19,000 garrapatas de patas negras entre 2009 y 2018 en cientos de sitios dentro del estado de Nueva York. Evaluaron cómo la cantidad de garrapatas infectadas y no infectadas en cientos de lugares durante más de una década se alineó con las características ambientales locales que se clasifican en cuatro categorías amplias:
Ejecutando varias agrupaciones de estas variables a través de poderosos modelos informáticos, los investigadores pudieron descubrir cuáles eran más influyentes en la determinación de las tasas de infectividad.
"El principal hallazgo fue que el clima era una característica abrumadora en el modelo", dice Tran. "La perturbación del hábitat también fue importante y, en algunos casos, encontramos lo contrario de lo que había surgido en estudios anteriores".
Si bien los análisis anteriores habían encontrado que los aumentos en la perturbación (cosas como incendios, caminos que atraviesan bosques y tramos de hábitat fragmentados) llevaron a aumentos en el número de B. burgdorferi, el equipo dirigido por Penn descubrió que los hábitats menos perturbados y más intactos a menudo se asociaban con mayor número de garrapatas infectadas con la bacteria.
Después de desarrollar un modelo con los datos recopilados entre 2009 y 2018, lo probaron para ver qué tan bien el modelo podía predecir la prevalencia y la distribución encontradas en los datos recopilados desde 2019.
"Descubrimos que era muy preciso", dice Tran. "Y lo mejor es que muchos de los datos que usamos para crear el modelo son gratuitos, lo que significa que otras localidades podrían replicar estos hallazgos para ayudar a predecir el riesgo de la enfermedad de Lyme, especialmente en áreas donde el clima y el paisaje son similares a los de Nueva York". York."
Las intervenciones podrían ser mensajes de salud pública que adviertan a los visitantes del parque, por ejemplo, sobre el riesgo de enfermedades, "recordándoles que se revisen las garrapatas", dice Tran. Los hallazgos también podrían ayudar a guiar la futura gestión de la tierra, aprovechando el poder de la ecología para reducir potencialmente los riesgos de la enfermedad de Lyme. Una mejor estimación del número de ticks con datos de "ciencia ciudadana"
