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Comment les scientifiques utilisent les modèles climatiques pour prédire les épidémies de maladies transmises par les moustiques

Peu de phénomènes naturels constituent une menace plus grande pour l'homme qu'un groupe de moustiques émergeant d'un groupe d'œufs logés dans le sol. Ces menaces assoiffées de sang peuvent transmettre une foule de maladies, telles que Zika, le Nil occidental et le paludisme, faisant des moustiques l’animal le plus meurtrier au monde.

Les maladies transmises par les moustiques représentent une menace pour des milliards de personnes. Bien que la biologie et la géographie varient, la plupart des maladies, sinon toutes, sont exacerbées par le changement climatique. Les scientifiques prédisent qu'un monde qui se réchauffe entraînera la propagation de plus de moustiques et de maladies, ce qui menacera un milliard de personnes supplémentaires au cours des 60 prochaines années. Cependant, il est difficile d'agir sur les prévisions à long terme et les experts en santé publique estiment que les prévisions à court terme pourraient permettre de mieux démarrer les programmes pour sauver des vies aujourd'hui.

Au cours des 20 dernières années, les scientifiques qui étudient les conditions météorologiques ont expliqué comment des données en temps réel pouvaient aider à prévoir les épidémies de maladies transmises par les moustiques des semaines, voire des mois, avant que les insectes ne émergent du sol. Ces outils peuvent constituer un mécanisme permettant d'éviter des millions de décès, de suivre la mousson et d'autres cycles de pluie afin de prévoir les éclosions de moustiques.

«Je pense que les problèmes sont indéniables», déclare Juli Trtanj, responsable du climat et de la santé à la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Les températures plus chaudes, les sécheresses plus fréquentes, les incendies dévastateurs et les ouragans puissants ont des conséquences importantes pour la santé publique - et la naissance saisonnière de millions de moustiques, liée aux conditions météorologiques, est peut-être le plus grand risque pour la santé publique. «Le fait est que nous pouvons l'observer. Nous pouvons le prédire. Et nous devons faire quelque chose à ce sujet. "

Les épidémies peuvent se produire en un clin d'œil. Le virus Zika, transmis par les moustiques Aedes aegypti, a infecté plus d'un million de personnes en 2015 seulement. Les épidémies annuelles du virus du chikungunya débilitant touchent souvent des millions de personnes. En Afrique de l'Est, différentes espèces de moustiques Aedes ( Aedes mcintoshi et Aedes ochraceus ) menacent l'homme et le bétail par des épidémies saisonnières de fièvre de la vallée du Rift (VFR).

Vers la fin de la saison des pluies, ces moustiques pondent leurs œufs dans des prairies peu profondes, ou dambos. L'année suivante, lorsque des mois de fortes pluies inondent la région, les œufs commencent à éclore par lots, maintenant des millions de porteurs potentiels de maladies.

Moustique étant né Larves de moustiques communs ( Culex pipiens ). (DeAgostini / Getty Images)

Pour Assaf Anyamba, chercheur à la division des sciences de la Terre de la NASA, les épidémies provoquées par les précipitations ont un coupable principal: le schéma climatique El Niño. Anyamba a commencé en 1997 à étudier les liens entre le cycle chaud d'El Niño (et le cycle froid de La Niña) et les poussées de maladies transmises par les moustiques.

Lui et son équipe - une collaboration entre la NASA, la NOAA, le ministère de la Défense et le ministère de l'Agriculture - ont rassemblé des montagnes de données. Ils ont suivi les températures de surface sur terre et en mer, ont suivi les régimes climatiques et les observations météorologiques prévus et ont utilisé des images satellites pour calculer les précipitations (une végétation verte vibrante est un signe clair de terres bien arrosées). Toutes ces mesures ont été compilées dans un seul outil permettant de localiser les régions à risque d'épidémie de fièvre de la vallée du Rift. En 2006, le moniteur RVF a effectué sa première prévision.

«Aucune tentative de ce genre n'avait encore été tentée auparavant, juste pour rester sur une jambe et émettre une prédiction», dit Anyamba. En se basant sur la détection par l’outil de fortes conditions El Niño, les États-Unis ont averti les pays de l’Afrique de l’Est du risque élevé de FVR en septembre 2006. «C’était une déclaration très courageuse de notre part, mais nous pensions être sur la bonne voie. ”

En fin de compte, ils étaient sur quelque chose. En novembre de la même année, des scientifiques de la région ont confirmé le virus. L’outil de l’équipe a permis de prédire la maladie plusieurs mois avant son apparition. Anyamba attribue une partie de son succès à une science solide et l’autre à de solides relations internationales. Les gouvernements régionaux et la communauté internationale ont mobilisé des ressources permettant de sauver des vies deux mois avant de réagir autrement à la flambée épidémique imminente.

Carte de pluie Carte montrant les régions où les précipitations sont anormalement élevées (bleu) ou faibles (rouge). Des précipitations élevées sont associées à un risque élevé de FVR. La sécheresse est associée aux risques de dengue, de Zika et de chikungunya. (Assaf Anyamba et al. / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

Le groupe de recherche a continué d'affiner son outil de prévision des moustiques, tandis que les relations internationales dans le monde de la santé publique se développaient davantage. Anyamba dit que la prévision de 2006 était une «preuve de concept» réussie, mais qu'ils avaient les yeux rivés sur l'échelle mondiale.

En 2014 et 2015, l’équipe a détecté ce qui allait devenir l’un des trois systèmes El Niño les plus puissants depuis 1950. Elle a lancé des avertissements à l’échelle mondiale, en signalant des maladies telles que le paludisme au Bangladesh, la FVR en Afrique de l’Est, ainsi que la dengue et le zika au Brésil ( où les températures élevées et les sécheresses causées par El Niño dans l’hémisphère occidental peuvent provoquer des épidémies).

Pour la FVR, sept organismes se sont réunis pour publier la toute première «Notification de risque pour la santé en émergence» basée sur le nouveau modèle. «Si nous agissons correctement, personne ne sera informé d'une épidémie de fièvre de la vallée du Rift en 2016, car il n'y en aura pas», a déclaré Trtanj à l'époque.

Les dambos inondés. Les moustiques ont émergé. Mais l'homme et le bétail ont été épargnés en Afrique de l'Est. Selon Anyamba, les gouvernements ont été proactifs en matière de vaccination et de sensibilisation des animaux. «Ils ont pris le message au sérieux», dit-il. «Cela vous dit que, quand les bureaucraties assimilent des informations de manière opportune, ce qui peut arriver."

À l'ouest, 105 cas de FVR ont été détectés au Niger, faisant 28 morts. Les différences dans la prévention des maladies sont probablement imputables aux ressources et aux réponses des gouvernements.

Mouton Moutons dans une ferme à Ruiru près de Nairobi, au Kenya. En 2007, le modèle climatique a permis de prévoir l'épidémie de FVR, mais les humains et le bétail étaient toujours affectés. En 2016, le modèle a permis d'éviter complètement l'épidémie. (Ken Linthicum et Assaf Anyamba)

Trtanj souligne l'importance des partenariats internationaux. «Il s'agit de créer un climat de confiance», dit-elle. Avoir confiance en la science est une chose, mais il faut des années pour développer les relations institutionnelles essentielles nécessaires pour transformer la science en action. Les campagnes d'éducation du public peuvent également être vitales. Au Kenya, des émissions de radio financées par l’OMS ont alerté les populations locales et mis en garde contre la viande de bétail malade. Néanmoins, ils pensent que la surveillance constante de la maladie et la notification peuvent être améliorées.

Selon l'Organisation mondiale de la santé, plus de la moitié des 7, 5 milliards de personnes dans le monde risquent de contracter des maladies transmises par les moustiques. Beaucoup de ces maladies impliquent le même genre de moustique. Anyamba et Trtanj envisagent d'utiliser le climat pour alléger cet énorme fardeau mondial.

«L’idée n’est pas vraiment d’éliminer complètement la maladie», déclare Anyamba. "Mais, fondamentalement, c'est être capable de gérer et de minimiser."

Au cours des trois dernières années, l'équipe d'Anyamba s'est concentrée sur la prévision des maladies causées par les moustiques Aedes aegypti qui transmettent le zika, la dengue et le chikungunya. Ils utilisent l’intelligence artificielle pour absorber les données d’images satellitaires, d’observations climatiques et météorologiques, de la densité de population et de rapports d’épidémie en temps réel, le tout pour identifier les régions les plus exposées au risque d’épidémie de chikungunya. Une application appelée CHIKRisk est en cours de développement en partenariat avec la Defence Threat Reduction Agency du ministère de la Défense, qui sera publiée plus tard cette année.

«Les données, l'observation et la capacité de modélisation que nous avons dans le monde sont sans surprise, nous sommes encore surpris par une épidémie», a déclaré Trtanj. «Nous devrions savoir mieux. Nous pouvons faire mieux. Nous ne devrions toujours pas être pris au dépourvu.

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