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Cientistas usam abordagem de aprendizado de máquina para rastrear mosquitos transmissores de doenças

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Usando dados genéticos e ambientais, a equipe de pesquisa mapeia a conectividade da paisagem em mosquitos que são vetores conhecidos de dengue, chikungunya e zika

LOGAN, UTAH, EUA – Você pode não gostar de mosquitos, mas eles gostam de você, diz a bióloga Norah Saarman, da Utah State University. E onde você liderar, eles seguirão.

Além de picadas irritantes e zumbidos, alguns mosquitos carregam doenças prejudiciais. Aedes aegypti, o chamado mosquito da Febre Amarela e objeto de um estudo recente de Saarman e colegas, é o principal vetor de transmissão de vírus que causam dengue, chikungunya e Zika, além da febre amarela, em humanos.

"Aedes aegypti é uma espécie invasora para a América do Norte que se espalhou no leste dos Estados Unidos”, diz Saarman, professor assistente do Departamento de Biologia da USU e do Centro de Ecologia da USU, cuja pesquisa se concentra em ecologia evolutiva e genômica populacional. “Estamos examinando a conectividade genética desta espécie à medida que se adapta a novas paisagens e expande seu alcance.”

Com Evlyn Pless da Universidade da Califórnia, Davis e Jeffrey Powell, Andalgisa Caccone e Giuseppe Amatulli da Universidade de Yale, Saarman publicou descobertas de uma abordagem de aprendizado de máquina para mapear a conectividade da paisagem na edição de 22 de fevereiro de 2021 da revista Procedimentos da Academia Nacional de Ciências (PNAS).

A pesquisa da equipe foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde.

“Estamos entusiasmados com essa abordagem, que usa um algoritmo de floresta aleatória que nos permite superar algumas das restrições dos modelos espaciais clássicos”, diz Saarman. “Nossa abordagem combina as vantagens de uma estrutura de aprendizado de máquina e um processo de otimização iterativo que integra dados genéticos e ambientais.”

Na sua África natal, Aedes aegypti era um morador da floresta, alimentando-se de paisagens desabitadas ou pouco povoadas por humanos. Desde então, o mosquito se especializou em se alimentar de humanos e prospera em áreas afetadas pelo homem, favorecendo pilhas de lixo, estradas cheias de lixo e jardins bem irrigados.

“Usando nosso modelo de aprendizado de máquina e imagens de satélite fornecidas pela NASA, podemos combinar esses dados espaciais com os dados genéticos que já coletamos para detalhar o movimento muito específico desses mosquitos”, diz Saarman. “Por exemplo, nossos dados revelam sua atração por redes de transporte humano, indicando que atividades como viveiros de plantas estão transportando inadvertidamente esses insetos para novas áreas”.

Funcionários públicos e administradores de terras já contaram com pesticidas, incluindo DDT, para manter os mosquitos traquinas afastados.

“Como sabemos agora, esses pesticidas causaram danos ambientais, incluindo danos aos seres humanos”, diz ela. “Ao mesmo tempo, os mosquitos estão desenvolvendo resistência aos pesticidas que consideramos seguros para o meio ambiente. Isso cria um desafio que só pode ser resolvido com mais informações sobre onde os mosquitos vivem e como eles se locomovem”.

Saarman acrescenta que os robustos sobreviventes não estão apenas se adaptando a diferentes fontes de alimentos e resistindo a pesticidas, mas também estão se adaptando a temperaturas variadas, o que lhes permite expandir para faixas mais frias.

Os métodos atuais para conter os mosquitos transmissores de doenças concentram-se em soluções biotecnológicas, incluindo modificação genética de ponta.

“Esperamos que as ferramentas que estamos desenvolvendo possam ajudar os gerentes a identificar métodos eficazes de manter as populações de mosquitos pequenas o suficiente para evitar a transmissão de doenças”, diz Saarman. “Enquanto as espécies nativas desempenham um papel importante na cadeia alimentar, espécies invasoras, como Aedes aegypti representam um risco significativo para a saúde pública que requer nossa atenção vigilante”.

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Fonte: https://bioengineer.org/scientists-use-machine-learning-approach-to-track-disease-carrying-mosquitoes/

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