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Picadas de carrapatos transmitem a doença de Lyme. Mas mesmo sabendo onde esses carrapatos vivem não significa necessariamente que você pode prever a doença em humanos. É apenas uma parte de um quadro mais amplo que inclui o comportamento humano e os hábitos dos portadores do parasita.
Pesquisadores da UC Santa Barbara descobriram que a ecologia dos pequenos mamíferos dos quais os carrapatos se alimentam pode explicar as taxas da doença de Lyme humana, pelo menos na Califórnia. Como resultado, cientistas e autoridades de saúde podem prever o risco futuro de doenças estudando a resposta desses animais e de seus parasitas de carrapatos às mudanças climáticas e ao uso da terra. As descobertas aparecem na revista Cartas de Pesquisa Ambiental.
“Este estudo é único porque tenta quantificar as ligações que ligam o clima aos mamíferos, aos carrapatos aos humanos, o que requer diferentes tipos de dados, técnicas de pesquisa e formação acadêmica”, disse o coautor Sam Sambado, aluno de doutorado do Departamento de Ecologia. , Evolução e Biologia Marinha.
A doença de Lyme é causada principalmente pela bactéria Borrelia burgdorferi por meio de picadas de carrapatos. No entanto, o carrapato ocidental não nasce com a bactéria. Ele só pode contrair o patógeno alimentando-se de um hospedeiro infectado, que serve como reservatório para o micróbio.
A ecologia dos hospedeiros do carrapato deve afetar a distribuição da doença em humanos, mas a conexão nem sempre é direta. “É um desafio vincular a ecologia à epidemiologia – ou onde as pessoas adoecem – porque os humanos mudam seu comportamento com base no risco”, disse o primeiro autor Andy MacDonald, professor assistente da Bren School of Environmental Science & Management. Onde as pessoas vão, como elas interagem com a paisagem e se tomam precauções contra picadas de carrapatos influenciam onde as pessoas contraem a doença de Lyme.
Os pesquisadores tinham duas perguntas em mente. Primeiro, quais fatores ambientais afetam a taxa de infecção em populações de carrapatos? Em segundo lugar, esse conhecimento pode ser usado para prever infecções humanas?
Para este projeto, a equipe usou locais georreferenciados onde carrapatos infectados foram coletados em toda a Califórnia. Em seguida, eles empregaram o aprendizado de máquina para correlacionar as taxas de infecção por carrapatos com diferentes características ambientais e incluíram a adequação do habitat para diferentes pequenos mamíferos que podem servir como reservatório para B. burgdorferi.
Pequenos mamíferos são mais propensos a adquirir e depois transmitir a infecção a um carrapato não infectado, explicou MacDonald. Os grandes mamíferos não acumulam níveis significativos de patógenos, e o sistema imunológico dos répteis pode até matar as bactérias. Enquanto isso, o papel dos pássaros é menos compreendido, mas os cientistas acreditam que eles não são contribuintes significativos para a quantidade de doença de Lyme nas populações de carrapatos na América do Norte.
Quando a poeira baixou, o algoritmo mostrou uma ligação clara entre os carrapatos infectados e um de seus hospedeiros frequentes. “O preditor mais importante, de longe, de B. burgdorferi em carrapatos é a ecologia de ratos-do-mato”, disse MacDonald. “Esta espécie adquire infecção de carrapatos facilmente e também transmite infecção a novos carrapatos.” Esquilos cinzentos ocidentais também serviram como reservatório para a bactéria, mas não na mesma medida que o woodrat.
Notavelmente, não há nenhuma evidência real de que a bactéria prejudique pequenos mamíferos. “Os animais que co-evoluíram com esses parasitas e os patógenos que eles transmitem parecem resistir muito bem a essas infecções”, disse MacDonald. Dito de outra forma, B. burgdorferi infecções são apenas parte da vida como um rato de madeira.
Os autores também investigaram a influência da biodiversidade. Hipoteticamente, áreas com baixa diversidade possuem espécies que adquirem e transmitem a bactéria facilmente. Eles provavelmente são aqueles que vivem rápido e morrem jovens, não colocando muita energia em seus sistemas imunológicos. Surpreendentemente, a diversidade parecia não ter efeito sobre a incidência de carrapatos infectados.
Este estudo considerou uma área grande e heterogênea – todo o estado da Califórnia – então espécies individuais que são importantes para a transmissão de doenças se destacaram nos resultados. “O woodrat em particular – e o esquilo cinza em certa medida também – se sobrepõem onde os carrapatos vivem”, disse MacDonald. “É a sobreposição na distribuição dos carrapatos e desses pequenos mamíferos em particular que eu acho que é a principal razão pela qual os vemos saindo tanto dos modelos”.
Em outras palavras, não há coincidência sobre quais mamíferos prevêem infecção em carrapatos; tudo se resume a coincidência. Ou seja, a variedade de esquilos cinzentos e ratos-do-mato se sobrepõe aos habitats onde os carrapatos tendem a viver, e o ciclo de transmissão da doença de Lyme provavelmente se desenvolveu por meio dessa associação próxima.
Transformar essas informações ecológicas em insights epidemiológicos pode ser complicado. “Queríamos entender se essa ecologia era realmente preditiva de doenças humanas”, disse MacDonald. “E muitas vezes não é o caso, porque os humanos respondem comportamentalmente aos riscos de doenças”. Por exemplo, as pessoas podem evitar áreas de alto risco, dissociando a infecção humana da ecologia da doença subjacente.
Dito isso, a distribuição de carrapatos infectados foi um forte indicador de onde as pessoas foram infectadas na Califórnia. Isso contrasta com estudos no leste dos Estados Unidos, onde a ecologia não está fortemente ligada à epidemiologia. MacDonald suspeita que isso pode ser porque a doença de Lyme é relativamente rara no Golden State, então há muito menos consciência da doença, fatores de risco e sintomas entre o público e os médicos. Os resultados sugerem uma maneira direta de combater a doença de Lyme na Califórnia: a educação. O CDC tem recursos para prevenir, reconhecer e tratar a doença de Lyme.
A forte correlação entre a ecologia da doença de Lyme e a epidemiologia também significa que os pesquisadores no oeste dos EUA podem se concentrar na ecologia para entender como a doença humana provavelmente mudará no futuro. “Estressores como mudanças climáticas e no uso da terra estão alterando ecossistemas inteiros, mas impactando espécies individuais em taxas diferentes”, disse Sambado. “Entender o que cria essas diferenças será um desafio importante para todos os pesquisadores, especialmente aqueles que trabalham em sistemas multiespécies como a doença de Lyme”.
Os autores planejaram um estudo de acompanhamento para quantificar como o comportamento humano influencia a doença de Lyme na Costa Oeste. Eles também planejam aplicar essa técnica a outras doenças. Eles estão investigando a ecologia do vírus do Nilo Ocidental no Vale Central da Califórnia, bem como da malária e leishmaniose na Amazônia em colaboração com uma equipe de Lima, Peru.
“Acho que esse tipo de abordagem – tentando vincular a ecologia à epidemiologia – pode ser realmente valiosa para muitos sistemas de doenças”, disse MacDonald.
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