Идентификация водных растений с помощью дронов может стать ключом к снижению паразитарной инфекции у людей

Для большинства людей на Земле паразиты являются фактом жизни. Эти организмы живут в организме человека, вызывая изнурительные или смертельные заболевания. Среди паразитарных заболеваний одним из самых тяжелых является шистосомоз , вызванный глистами, живущими в кровеносной системе человека. Заболевание может вызвать кровотечение, повреждение органов и повышенный риск заражения ВИЧ и рака. Для детей инфекция может замедлить рост и нарушить когнитивное развитие.

По всему миру шистосомные черви поражают более 200 миллионов человек , большинство из которых живут в странах Африки к югу от Сахары. Люди заражаются этим паразитом в результате контакта с загрязненной пресной водой. Червь проникает в их кожу, когда они моются, выполняют сельскохозяйственные работы или выполняют домашние дела, такие как стирка одежды.

Там нет вакцины. С 1980-х годов усилия по ликвидации шистосомоза были сосредоточены главным образом на распространении наркотиков среди инфицированных людей. Но недавно Всемирная организация здравоохранения официально признала, что эта стратегия не работает во многих местах, потому что лечение не обеспечивает защиты от будущих инфекций. Люди могут быстро заразиться, когда они снова вступают в контакт с загрязненной водой.

В дополнение к распространению лекарств ВОЗ уделяет особое внимание контролю за улитками, которые инкубируют паразитических глистов-шистосом. Идея состоит в том, что уничтожение улиток может устранить болезнь, поскольку черви не смогут жить и размножаться в пресной воде без них. Хотя представители общественного здравоохранения знают, что искоренение этих улиток может быть способом борьбы с паразитом шистомозоза, задача состоит в том, чтобы найти горячие точки, где улитки процветают.

Моя лаборатория использует экологию, научное исследование об изобилии и распространении организмов, чтобы разработать решения для инфекционных заболеваний. Я и мои коллеги работаем над тем, чтобы помочь органам здравоохранения определить, где находятся точки распространения шистосомоза. Недавно мы сделали неожиданное открытие, включающее аэрофотоснимки водной растительности, сделанные дронами, подход, который может помочь чиновникам здравоохранения получить реальную тягу в снижении бремени шистосомоза.

Прерывание жизненного цикла паразита

Большинство паразитических тропических болезней, которые заражают людей, вызваны червями со сложными жизненными циклами. Связь между людьми и паразитами – это окружающая среда. Следовательно, окружающая среда является ключом к снижению передачи шистосомоза людям. С 2014 года моя лаборатория и наши сотрудники работали на месте крупнейшей в мире зарегистрированной эпидемии шистосомоза, в бассейне реки Нижний Сенегал в Сенегале, Западная Африка.

Когда начался наш проект, нашей целью было составить карту, когда и где встречались улитки на участках доступа к воде, используемых сельскими жителями. Кластер улиток, и мы пришли к выводу, что, как только мы определили местонахождение этих кластеров, бригада здравоохранения Сенегала могла уничтожить их, физически удалив улиток или используя химические моллюскициды . Ограничение размера целевой области приведет к снижению затрат на контроль популяции улитки за счет снижения затрат и воздействия приложения на окружающую среду и здоровье.

К сожалению, улитки не остаются на месте. Наше исследование показало, что нацеливание на кластеры улиток не может быть эффективным способом избавления от них. Фактически, это было редкостью для скопления улитки, которое мы обнаружили во время одной полевой поездки, когда вернулись через несколько месяцев. Мы вернулись к чертежной доске .

Наша команда использовала беспилотники, чтобы получить аэрофотоснимок водной среды обитания на каждом участке доступа к воде. Мы заметили, что улитки имеют тенденцию ассоциироваться с определенными видами водной растительности, которые были видны на наших изображениях дронов. Эта реализация позволила нам сделать важное открытие: инфекции шистосомоза у людей чаще встречались в местах, где присутствовала эта подходящая среда обитания улитки.

Наблюдение с недорогой технологией

Этот вывод привел нашу команду к двум важным реализациям.

Во-первых, агентства общественного здравоохранения в Сенегале могли бы определить приоритеты своей стратегии распространения наркотиков с помощью изображений дронов. Получение лекарств для тех, кто в них больше всего нуждается, очень важно, учитывая, что большинство сильно зараженных деревень, как правило, бедны, чрезвычайно отдалены, труднодоступны или дороги.

Беспилотники потребительского уровня доступны по цене и могут сократить время и усилия, необходимые для оценки здоровья людей, живущих в отдаленных деревнях. Водные растения в водных путях легко увидеть с воздуха. Они могут предоставить визуальное представление о том, где находятся улитки, несущие шистосомы, что позволяет предположить, что в этой области может быть более высокий уровень инфицирования людей. Эта информация может привести к улучшению данных о распространении инфекций среди людей и, следовательно, к более эффективному распределению лекарств.

Во-вторых, в то время как мы обнаружили, что было бы непрактично идентифицировать и предназначаться для групп улитки, было бы эффективно предназначаться для растительности, которая служит средой обитания улитки. Моллюскицид может быть применен к участкам этой растительности, чтобы уничтожить любых улиток внутри. Другим вариантом будет физическое удаление растительности. Наша команда тестирует эффективность удаления растительности для уменьшения численности улитки и бремени заражения людей.

Экология является узким местом на пути к контролю и ликвидации многих инфекционных заболеваний, включая шистосомоз. Остаются вопросы об относительных затратах и ​​выгодах изменения окружающей среды для сокращения передачи инфекционных заболеваний. Наша цель – предоставить наилучшие доступные данные людям, чья жизнь и средства к существованию затронуты, чтобы они могли сделать осознанный выбор в отношении того, как обеспечить здоровое будущее для себя и своих детей.