Kan klimaændringer fremskynde overførslen af ​​malaria? Ny forskning kaster lys over temperaturpåvirkninger

Malaria er en myggebåren sygdom forårsaget af en parasit, der spredes fra stik af inficerede hun-Anopheles-myg. Hvis malaria efterlades ubehandlet hos mennesker, kan det forårsage alvorlige symptomer, helbredskomplikationer og endda død.

I tropiske og subtropiske områder, hvor malaria er udbredt, er forskerne bekymrede for, at klimaopvarmning kan øge risikoen for overførsel af malaria i visse områder og bidrage til yderligere spredning. Der er dog stadig meget at lære om forholdet mellem temperatur og de myg- og parasitegenskaber, der påvirker malariaoverførslen.

I "Estimating the effects of temperature on transmission of the human malaria parasit, Plasmodium falciparum," en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications , kombinerede forskere ved University of Florida, Pennsylvania State University og Imperial College nye eksperimentelle data inden for en innovativ modelleringsramme for at undersøge, hvordan temperatur kan påvirke transmissionsrisikoen i forskellige miljøer i Afrika.

"I store vendinger ved forskerne, at temperaturen påvirker nøgletræk såsom myggenes levetid, den tid, det tager for en myg at blive smitsom efter at have fodret på en inficeret vært, og myggens overordnede evne til at overføre sygdommen," sagde Matthew Thomas , en UF/IFAS-professor og direktør for UF/IFAS Invasion Science Research Institute (ISRI).

"Men det, der kan virke overraskende, er, at disse temperaturafhængigheder ikke er blevet målt korrekt for nogen af ​​de primære malariavektorer i Afrika."

"Vores resultater giver ny indsigt i virkningerne af temperatur på Anopheles gambiae-myggenes evne - velsagtens den vigtigste malariamyg i Afrika - til at overføre Plasmodium falciparum, den mest udbredte art af menneskelig malaria i Afrika," sagde Eunho Suh, fælles førstemand. -forfatter med Isaac Stopard ved Imperial College og assisterende forskningsprofessor ved Penn State, der udførte den empiriske forskning som post-doc-studerende i Thomas' tidligere laboratorium.

Undersøgelsen involverede adskillige detaljerede laboratorieeksperimenter, hvor hundredvis af myg blev fodret med Plasmodium falciparum-inficeret blod og derefter eksponeret ved forskellige temperaturer for at undersøge infektionens fremskridt og udviklingshastigheden i myggene, såvel som myggens selve overlevelse.

"De nye data blev derefter brugt til at udforske implikationerne af temperatur på malariatransmissionspotentialet på tværs af fire steder i Kenya, der repræsenterer forskellige nuværende miljøer med forskellige intensiteter af basislinjetransmission, og som forventes at opleve forskellige opvarmningsmønstre under klimaændringer," forklarede Thomas.

Undersøgelsen understøtter tidligere forskningsresultater i at påvise, at forskellige myg- og parasitegenskaber udviser intermitterende forhold til temperaturen, og at transmissionspotentialet under fremtidige opvarmningstemperaturer sandsynligvis vil stige i nogle miljøer, men kan reduceres i andre.

De nye data tyder dog på, at parasitter kan udvikle sig hurtigere ved køligere temperaturer, og at hastigheden af ​​parasitudvikling kan være mindre følsom over for ændringer i temperatur end tidligere antaget.

Dataene indikerer også, at den vellykkede udvikling af parasitter i myggen falder ved termiske ekstremer, hvilket bidrager til de øvre og nedre miljømæssige grænser for overførsel.

Kombinationen af ​​disse resultater til en simpel transmissionsmodel antyder, at i modsætning til tidligere forudsigelser kan den forventede stigning i malariatransmission, tilskrevet klimaopvarmning, være mindre alvorlig end frygtet, især i køligere områder som det kenyanske højland.

"Nogle af de nuværende antagelser om myggeøkologi og overførsel af malaria stammer fra arbejde udført i den tidlige del af forrige århundrede. Vores undersøgelse er væsentlig for at fremhæve behovet for at revidere noget af denne konventionelle forståelse," sagde Thomas.

"Mens den tid, det tager for en myg at blive smitsom, er stærkt afhængig af miljøtemperaturen, afhænger den også af arten og muligvis stammen af ​​malaria og myg," sagde Suh.

Den omfattende undersøgelse og resultaterne repræsenterer et væsentligt skridt fremad i forståelsen af ​​malariatransmissionens forviklinger og baner vejen for fremtidig forskning rettet mod at kontrollere malaria på globalt plan.

"Vores arbejde fokuserede på malariaparasitten Plasmodium falciparum i den afrikanske malariavektor, Anopheles gambiae. Plasmodium vivax er dog en anden vigtig parasitart, der er ansvarlig for det meste malaria i Asien, såvel som de nyligt rapporterede malariatilfælde i USA," sagde Suh. .

"Ligesom Plasmodium falciparum er den etablerede model, der beskriver virkningerne af temperatur på udviklingen af ​​Plasmodium vivax, stadig dårligt valideret."

Det samme gælder for andre vektorbårne sygdomme, såsom dengue- eller Zika-virus, tilføjede Suh.

"Vi har brug for mere arbejde af den type, vi præsenterer i det aktuelle papir, ideelt ved at bruge lokale myg- og parasit- eller patogenstammer, for bedre at forstå virkningerne af klima og klimaændringer på smitterisiko," sagde han.

Flere oplysninger: Eunho Suh et al., Estimating the effects of temperature on transmission of the human malaria parasit, Plasmodium falciparum, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47265-w

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Florida