CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Earth observation service for preventive control of insect disease vectors

Article Category

Article available in the following languages:

Kluczowa rola czujników walce z komarami przenoszącymi wirus gorączki Zachodniego Nilu

Wykrywanie komarów będących nosicielami tropikalnych chorób w Europie wymaga podejścia na miarę XXI wieku – zwłaszcza w obliczu zmiany klimatu, w wyniku której występują one na coraz większym obszarze.

Zdrowie icon Zdrowie

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

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania