Forscher entdecken, wie „kryptische“ Verbindungen bei der Übertragung von Krankheiten Epidemien beeinflussen

Krankheiten sind immer wieder von der Tierwelt auf die Menschen übergegangen, was zu lokalen Epidemien wie HIV / AIDS, Ebola, SARS und Nipah geführt hat.

Eine neue Studie von Forschern zur Übertragung von Krankheiten in Fledermäusen hat weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis versteckter oder „kryptischer“ Verbindungen, die Krankheiten zwischen den Arten verbreiten können und zu Ausbrüchen in großem Maßstab führen.

Durch das Bestäuben von Fledermäusen mit einem fluoreszierenden Pulver, das unter ultraviolettem Licht glüht, konnten die Virginia-Tech-Forscher Joseph Hoyt und Kate Langwig die Dynamik der Übertragung von Krankheiten in Fledermausarten nachweisen, die durch das White-Nose-Syndrom, eine tödliche Pilzerkrankung, zerstört wurden 6,7 Millionen Fledermäuse in Nordamerika seit 2006.

Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

„Diese Ergebnisse deckten und quantifizierten Zusammenhänge sowohl innerhalb als auch unter den Arten, von denen wir zuvor noch nie wussten“, sagte der erste Autor Joseph Hoyt, der die Studie als UC-Student in Santa Cruz leitete und die Analysen bei Virginia Tech als wissenschaftlicher Wissenschaftler durchführte in der Abteilung für biologische Wissenschaften an der Hochschule für Wissenschaft.

„Wir hatten explosive Epidemien gesehen, bei denen sich eine gesamte Fledermauspopulation innerhalb von ein oder zwei Monaten mit dem White-Nose-Syndrom infizieren würde. Es war ein Rätsel, wie das geschah. Wir können jetzt die Ausbreitung genauer erklären und verfolgen von White-Nose-Syndrom, und unsere Studie hat starke Auswirkungen auf die Vorhersage anderer Epidemien „, sagte Hoyt.

Wenn wir darüber nachdenken, von wem wir krank werden könnten, denken wir meist an unsere sozialen Gruppen: Familie, Freunde und Kollegen. Wir vergessen jedoch die kurze Interaktion mit einem Mitarbeiter des DMV, einen Barista in einem Café oder einen gemeinsamen Luftraum mit öffentlichen Verkehrsmitteln. Die Menschen sind sich dieser Interaktionen bewusst, aber nicht, wie wichtig sie für die Ausbreitung von Epidemien sind. In der Vergangenheit waren diese Arten von verborgenen Interaktionen nur schwer zu verstehen, da sie so schwer zu quantifizieren sind.

Der zweite Autor der Studie, Kate Langwig, Assistenzprofessorin in der Abteilung für biologische Wissenschaften von Virginia Tech, sagte, diese Studie zeigt, dass seltene und indirekte Verbindungen, die auch als „kryptische“ Verbindungen bezeichnet werden, eine weitaus größere Rolle bei der Übertragung von Menschen spielen Krankheit als zuvor verstanden wurde.

„Kryptische Verbindungen sind im Wesentlichen Wege oder Verbindungen zwischen Individuen, die wir normalerweise nicht einschätzen oder beobachten könnten. Sie wurden in der Vergangenheit von Forschern weitgehend ignoriert, aber diese Studie quantifiziert ihre Wichtigkeit. Unsere Studie erstellt ein integriertes Modell sozialer Gruppen Verbindungen und kryptische Verbindungen „, sagte Langwig, ein angeschlossenes Fakultätsmitglied des Global Change Center, ein Arm des Fralin Life Science Institute.

Koautor A. Marm Kilpatrick, außerordentlicher Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der UC Santa Cruz, stellte fest, dass Spillover-Ereignisse, wenn sich Krankheitserreger von Wildtieren auf menschliche Populationen ausbreiten, dazu neigen, durch diese Art von kryptischen Verbindungen aufzutreten. „Normalerweise wissen wir nicht, wie wichtig sie sind, außer im Nachhinein, wenn wir Ausbrüche von Krankheiten wie Ebola oder SARS untersuchen“, sagte er.

„Unsere Studie hat zwingende Konsequenzen, die es Forschern ermöglichen werden, scheinbar zufällige oder indirekte Verbindungen in der Wildnis zu verfolgen, die auf die Bevölkerung übergreifen könnten“, sagte Langwig.

Der fluoreszierende Staub, der in dieser Studie verwendet wurde, erwies sich als äußerst effektiv bei der Aufdeckung kryptischer Verbindungen zwischen den Fledermäusen. Die Forscher führten die Studie an acht Überwinterungsstätten im obersten Mittleren Westen durch, meistens verlassene Minentunnel. An jedem Standort wurden bis zu vier Fledermausarten verwendet. Zu Beginn der Studie hatte der Erreger, der das White-Nose-Syndrom verursacht, diese Populationen noch nicht erreicht.

Die Forscher befragten zuerst die Fledermäuse und charakterisierten ihre sozialen Netzwerke, indem sie die direkten physischen Kontakte zwischen Fledermäusen, die sich zusammen in Gruppen befanden, sowie zusätzliche Verbindungen durch Fledermäuse, die sich zwischen Gruppen bewegten, messen. Dann trugen sie den fluoreszierenden Staub im Frühwinter auf mehrere Fledermäuse auf, wobei für jede Fledermaus eine andere Farbe verwendet wurde. Im späten Winter kehrten die Forscher zurück, um zu sehen, wo jede fluoreszierende Staubfarbe endete.

„Wir haben riesige Datenmengen für jeden einzelnen Schläger in jeder Bevölkerung gesammelt. Wir haben die sozialen Gruppen der Fledermäuse charakterisiert und den fluoreszierenden Staub verwendet, um ihre Bewegungen und Kontakte zu verfolgen“, sagte Langwig.

Die Forscher fanden heraus, dass „die Ausbreitung des Staubes spiegelt, wie sich der Pilz-Erreger ausbreitet, sodass wir sehen können, ob sich eine Fledermaus irgendwo in der Umgebung ansammelt und eine andere Fledermaus hindurchgeht und diese aufnimmt. Sie zeigt auch seltene direkte Kontakte, die wir nicht tun würden normalerweise beobachten „, sagte Hoyt.

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