Malaria är en myggburen sjukdom som orsakas av en parasit som sprids från bett av infekterade Anopheles-mygghonor. Om malaria lämnas obehandlad hos människor kan malaria orsaka allvarliga symtom, hälsokomplikationer och till och med dödsfall.
I tropiska och subtropiska regioner där malaria är utbredd är forskarna oroliga för att klimatuppvärmningen kan öka risken för malariaöverföring i vissa områden och bidra till ytterligare spridning. Men det finns fortfarande mycket att lära om förhållandet mellan temperatur och mygga och parasitegenskaper som påverkar malariaöverföringen.
I "Estimating the effects of temperature on transmission of the human malaria parasite, Plasmodium falciparum," en studie publicerad i tidskriften Nature Communications , forskare vid University of Florida, Pennsylvania State University och Imperial College, kombinerade nya experimentella data inom ett innovativt modelleringsramverk för att undersöka hur temperatur kan påverka överföringsrisken i olika miljöer i Afrika.
"I stora termer vet forskarna att temperaturen påverkar nyckelegenskaper som myggans livslängd, den tid det tar för en mygga att bli smittsam efter att ha ätit en infekterad värd och myggans övergripande förmåga att överföra sjukdomen", säger Matthew Thomas , en UF/IFAS-professor och chef för UF/IFAS Invasion Science Research Institute (ISRI).
"Men det som kan verka förvånande är att dessa temperaturberoende inte har mätts ordentligt för någon av de primära malariavektorerna i Afrika."
"Våra fynd ger nya insikter om effekterna av temperatur på förmågan hos Anopheles gambiae-myggor - utan tvekan den viktigaste malariamyggan i Afrika - att överföra Plasmodium falciparum, den vanligaste arten av mänsklig malaria i Afrika", säger Eunho Suh, först. -författare med Isaac Stopard vid Imperial College, och biträdande forskningsprofessor vid Penn State, som utförde den empiriska forskningen som postdoktorand i Thomas tidigare labb.
Studien involverade flera detaljerade laboratorieexperiment där hundratals myggor matades med Plasmodium falciparum-infekterat blod och sedan exponerades vid olika temperaturer för att undersöka infektionsförloppet och utvecklingshastigheten inom myggorna, såväl som myggornas överlevnad.
"De nya uppgifterna användes sedan för att utforska implikationerna av temperatur på malariaöverföringspotential över fyra platser i Kenya som representerar olika nuvarande miljöer med olika intensiteter av baslinjeöverföring, och som förutspås uppleva olika mönster av uppvärmning under klimatförändringar," förklarade Thomas.
Studien stödjer tidigare forskningsresultat för att visa att olika mygg- och parasitegenskaper uppvisar intermittenta samband med temperatur och att under framtida uppvärmningstemperaturer kommer överföringspotentialen sannolikt att öka i vissa miljöer men kan minska i andra.
Men de nya uppgifterna tyder på att parasiter kan utvecklas snabbare vid kallare temperaturer och att hastigheten för parasitutveckling kan vara mindre känslig för temperaturförändringar än man tidigare trott.
Data indikerar också att den framgångsrika utvecklingen av parasiter i myggan minskar vid termiska extremer, vilket bidrar till de övre och nedre miljögränserna för överföring.
Att kombinera dessa resultat till en enkel överföringsmodell tyder på att i motsats till tidigare förutsägelser kan den förväntade ökningen av malariaöverföring, tillskriven klimatuppvärmningen, vara mindre allvarlig än befarat, särskilt i kallare regioner som Kenyas högland.
"Några av de nuvarande antagandena om myggekologi och överföring av malaria härrör från arbete som utfördes i början av förra seklet. Vår studie är betydelsefull för att belysa behovet av att återvända till en del av denna konventionella förståelse", säger Thomas.
"Medan tiden det tar för en mygga att bli smittsam är starkt beroende av omgivningens temperatur, beror den också på arten och möjligen stam av malaria och mygga," sa Suh.
Den omfattande studien och resultaten representerar ett betydande steg framåt för att förstå krångligheterna med malariaöverföring och banar väg för framtida forskning som syftar till att kontrollera malaria i global skala.
"Vårt arbete fokuserade på malariaparasiten Plasmodium falciparum i den afrikanska malariavektorn, Anopheles gambiae. Plasmodium vivax är dock en annan viktig parasitart som ansvarar för det mesta av malaria i Asien, såväl som de nyligen rapporterade malariafallen i USA", säger Suh. .
"Liksom Plasmodium falciparum är den etablerade modellen som beskriver effekterna av temperatur på utvecklingen av Plasmodium vivax fortfarande dåligt validerad."
Detsamma gäller för andra vektorburna sjukdomar, såsom dengue- eller zikavirus, tillade Suh.
"Vi behöver mer arbete av den typ som vi presenterar i det aktuella dokumentet, helst med hjälp av lokala mygg- och parasit- eller patogenstammar, för att bättre förstå effekterna av klimat och klimatförändringar på överföringsrisken," sade han.
Mer information: Eunho Suh et al, Uppskattning av effekterna av temperatur på överföring av den mänskliga malariaparasiten, Plasmodium falciparum, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47265-w
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av University of Florida
