Kluczowa rola czujników walce z komarami przenoszącymi wirus gorączki Zachodniego Nilu
Wirus gorączki Zachodniego Nilu został zaobserwowany na terenie Europy po raz pierwszy już w latach 60. XX wieku. Niestety, od tamtych lat znacząco wzrosła częstotliwość jego występowania oraz obszar, na jakim rozprzestrzenia się po Starym Kontynencie. Według danych Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC) z 30 czerwca 2023 roku, w Unii Europejskiej, na terenie Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz w państwach sąsiadujących z UE w zeszłym roku miało miejsce 1 340 lokalnych zakażeń wirusem gorączki Zachodniego Nilu, a 104 osoby przypłaciły to życiem. To najwyższa odnotowana do tej pory liczba lokalnych zakażeń od czasów szczytu epidemii przypadającego na 2018 rok. Jak dowiadujemy się z dorocznego sprawozdania epidemiologicznego ECDC, w 2021 roku na terenie UE oraz EOG wystąpiło łącznie 4 856 przypadków malarii i 428 przypadków dengi. Większość przypadków była związana z podróżami, jednak część z nich została zgłoszona jako zakażenia na terenie Wspólnoty. „Sam fakt, że w związku ze zmianą klimatu już teraz na terenie Unii Europejskiej wykrywamy endemiczne przypadki malarii i dengi, jako że warunki są lepsze dla rozprzestrzeniania się przenoszących je komarów, jest przykrym prognostykiem na przyszłość – częstotliwość występowania tych chorób będzie jedynie rosnąć”, zauważa João Encarnação, koordynator projektu VECTRACK. Prace w ramach projektu były realizowane przez hiszpańską spółkę Irideon opracowującą rozwiązania internetu rzeczy. Dokładne monitorowanie i zwalczanie niebezpiecznych gatunków komarów jest kluczem do zapobiegania epidemiom oraz powstrzymywania rozprzestrzeniania się chorób. „Konwencjonalne metody monitorowania opierają się całkowicie na pracochłonnych, powolnych i kosztownych procesach manualnych. Gdy uświadomimy sobie ten fakt, nagle staje się jasne, czemu nawet w XXI wieku komary są odpowiedzialne za ponad 1 milion zgonów każdego roku”, wyjaśnia badacz.
Dane na temat komarów dostępne w czasie rzeczywistym
Zespół projektu VECTRACK postanowił rozwiązać ten problem dzięki technologii, opracowując alternatywę dla pułapek kontrolowanych ręcznie przez pracowników służb sanitarnych. Konwencjonalne rozwiązania wymagają zebrania próbek przez techników, a następnie dostarczenia ich do laboratoriów w celu analizy. W przypadku dużego obłożenia, uzyskanie wyników badań może potrwać wiele dni, a w skrajnych przypadkach będą dostępne dopiero po upływie 15 lub 20 dni od pobrania próbki. Jak wyjaśnia Encarnação, gromadzenie danych na temat komarów w czasie zbliżonym do rzeczywistego ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia podejmowania decyzji i działań wymaganych z punktu widzenia powstrzymania rozprzestrzeniania chorób i ograniczania zasięgu epidemii, gdy liczy się każda doba. Populacja komarów potrzebuje zaledwie kilku dni, by rozpocząć przenoszenie wirusa i doprowadzić do powstania epidemii. Tym sposobem każde opóźnienie może spowodować, że profilaktyka stanie się niemożliwa i pozostaną tylko działania reaktywne. „Dzięki rozwiązaniom opracowanym w ramach projektu VECTRACK możemy podawać użytkownikom końcowym dane na temat komarów w każdej pułapce w czasie zbliżonym do rzeczywistego”. Oznacza to, że odpowiednie służby i organy mogą natychmiast podjąć działania w celu ochrony lokalnych społeczności w miejscach, w których występuje zagrożenie. W praktyce takie działania mogą oznaczać na przykład wysyłanie ostrzeżeń za pośrednictwem sieci telefonii komórkowej, by uświadomić ludzi i zalecić im odpowiednie środki ostrożności.
Czujniki optoelektroniczne pomagają w obserwacji komarów w zagrożonych miejscach
Dzięki wykorzystaniu zdjęć satelitarnych w celu określania prawdopodobnych siedlisk oraz danych meteorologicznych wymaganych w celu szacowania korzystnych warunków klimatycznych, zespół może rozmieścić swoje nowatorskie czujniki w miejscach, gdzie mogą sprawdzić się najlepiej. Czujnik optoelektroniczny opracowany przez zespół projektu VECTRACK opiera się na zjawisku pochłaniania światła o długości fali w zakresie bliskiej podczerwieni. W praktyce czujnik emituje światło bliskiej podczerwieni, które oświetla komary. Analiza światła blokowanego przez ciało komara pozwala na zgromadzenie istotnych informacji związanych z morfologią i kinetyką lotu, na podstawie których można określić płeć, gatunek oraz wiek. Połączenie wszystkich tych technik i narzędzi umożliwia monitorowanie występowania zróżnicowanych gatunków komarów oraz sugerowanie działań, które pozwolą na ograniczenie ryzyka zakażenia.
Weryfikacja działania systemu na terenie Unii Europejskiej oraz w Brazylii
W ramach projektu VECTRACK odbył się szereg testów pilotażowych przeprowadzonych w wybranych lokalizacjach na terenie Brazylii, Portugalii i Hiszpanii. Testy zostały przeprowadzone w rzeczywistych warunkach. Wzięli w nich udział między innymi entomolodzy pracujący dla agencji i organów zdrowia publicznego, którzy mieli możliwość samodzielnego korzystania z czujników. We wszystkich przeprowadzonych testach średnia dokładność automatycznego wykrywania, liczenia i określania płci, gatunku i wieku komarów przekraczała 85 %. „Zdaniem wszystkich entomologów, którzy brali udział w testach pilotażowych, czujniki opracowane w ramach projektu VECTRACK są skutecznym i przełomowym rozwiązaniem, które na zawsze zmieni oblicze walki z chorobami przenoszonymi przez komary”, mówi z niekrytą dumą Encarnação. W rzeczywistości ma wiele powodów do dumy – rozwiązanie wszystkich problemów i stawienie czoła wyzwaniom związanym z opracowaniem tego rozwiązania wcale nie było proste. Zdaniem Encarnação, wielu uznanych entomologów i inżynierów wątpiło w możliwość skutecznego odróżniania komarów z gatunku Aedes od komarów z gatunku Culex w rzeczywistych warunkach. W obecnych czasach konieczność monitorowania i zwalczania komarów w celu walki z chorobami takimi jak malaria nabiera kluczowego znaczenia. Postępująca zmiana klimatu sprawi, że komary będące wektorami chorób będą występować na coraz dalej wysuniętych na północ obszarach Europy, w miejscach, w których do tej pory nie były powodem do zmartwień. „Już teraz kontaktują się z nami przedsiębiorstwa oraz entomolodzy z całego świata. Rozszerzamy badania pilotażowe na wiele nowych krajów w ramach przygotowań do komercjalizacji rozwiązania, od której rozpocznie się rozwój naszej firmy”, dodaje.
Słowa kluczowe
VECTRACK, komar, wirus gorączki Zachodniego Nilu, malaria, denga, gorączka, Irideon, internet rzeczy, czujniki, monitorowanie komarów
