Descripción del proyecto
Transmisión de enfermedades en grupos sociales
El riesgo de que se produzcan brotes de enfermedades puede verse aumentado en organismos sociales que viven en grupos densos, en los que los patógenos pueden transmitirse con rapidez entre los hospedadores. Según la teoría, la dinámica de las enfermedades debería depender de la composición de un grupo social y de la estructura de su red social. Sin embargo, los datos empíricos son insuficientes. La epidemiología experimental está limitada por la falta de sistemas de estudio que permitan la investigación de los vínculos causales entre la composición de los grupos, la estructura de las redes sociales y la transmisión de enfermedades. El proyecto EPIDEMIC, financiado con fondos europeos, utilizará un sistema original basado en las características biológicas únicas de la hormiga raider clonal. Al contrario que otras hormigas, esta especie no tiene reinas y se reproduce por clonación, lo que permite controlar aspectos importantes de la composición de la colonia. El proyecto utilizará técnicas automatizadas para seguir el comportamiento con el objetivo de detectar las características que protegen a los organismos sociales contra las enfermedades infecciosas.
Objetivo
The risks and impact of disease are exacerbated in social organisms, which live in dense groups wherein pathogens can rapidly propagate. Theoretical epidemiology predicts that disease dynamics will depend in large part on a group's social interaction network, but empirical data are scarce. Experimental epidemiology is currently hampered by a lack of study systems that would enable a rigorous investigation of the causal link between network structure and disease transmission.
I will tackle this question using a novel system, the clonal raider ant, a social insect whose unique biology affords unparalleled control over the main aspects of colony composition that are thought to modulate social network structure, and therefore, disease transmission. My approach will combine cutting-edge automated techniques for behavioral tracking with molecular tools, and develop new methods to monitor transmission in real time. In a first step, I will create empirical networks that are theoretically predicted to vary in transmission risk and map individual immune function onto these networks, to measure the prophylactic network properties that might reduce disease transmission. Second, I will test if experimental increases in immune activity induce changes in behavior that are relevant for disease transmission, to measure inducible network properties. Finally, I will inoculate colonies with nematodes and quantify infection propagation in real time. This will allow me to compare various types of social networks (healthy, immune-activated, infected), to probe the link between behavior and immunity, and to experimentally test predictions from theoretical epidemiology.
This project takes an integrative approach—from individual immunity to collective behavior—to uncover the properties of social groups that protect them against disease. By linking theoretical epidemiology to real-world disease dynamics, it will push the limits of our ability to predict disease dynamics in social groups.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
80539 Munchen
Alemania