Dans la forêt amazonienne, peu d'animaux sont aussi dangereux pour l'homme que les moustiques qui transmettent le paludisme. La maladie tropicale peut provoquer une forte fièvre, maux de tête et des frissons et est particulièrement grave chez les enfants et les personnes âgées et peut entraîner des complications chez les femmes enceintes. Dans le Pérou couvert de forêt tropicale, le nombre de cas de paludisme a augmenté. Au cours des cinq dernières années, le pays a eu en moyenne le deuxième taux le plus élevé d'Amérique du Sud. Au cours de chacune des années 2014 et 2015, il y en avait 65, 000 cas signalés.

Contenir les épidémies de paludisme est difficile car il est difficile de savoir où les gens contractent la maladie. Par conséquent, des ressources telles que des moustiquaires imprégnées d'insecticide et des sprays d'intérieur sont souvent déployées dans des zones où peu de personnes sont infectées, permettant à l'épidémie de se développer.

Pour s'attaquer à ce problème, des chercheurs universitaires se sont tournés vers les données de la flotte de satellites d'observation de la Terre de la NASA, capables de suivre les types d'événements humains et environnementaux qui précèdent généralement une épidémie. Grâce au financement du programme des sciences appliquées de la NASA, ils travaillent en partenariat avec le gouvernement péruvien pour développer un système qui utilise des données satellitaires et autres pour aider à prévoir les épidémies au niveau des ménages des mois à l'avance et les empêcher de se produire.

Suivi des moustiques

En Amazonie, l'espèce de moustique Anopheles darlingi est la plus responsable de la propagation du paludisme, qui est causée par des parasites unicellulaires appelés Plasmodia. Les femelles (et uniquement les femelles) ingèrent le parasite lorsqu'elles se nourrissent du sang d'un humain infecté et peuvent le transmettre à l'humain suivant dont il se nourrit. « Le paludisme est une maladie à transmission vectorielle, ce qui signifie que vous devez avoir un vecteur, ou moustique, dans ce cas, transmettre la maladie, " a déclaré le chercheur principal William Pan, professeur adjoint de santé environnementale mondiale à l'Université Duke. "La clé de notre outil de prévision du paludisme réside dans l'identification des zones où les principaux sites de reproduction de ces moustiques se chevauchent simultanément avec les populations humaines."

Prédire où ces moustiques prospéreront repose sur l'identification des zones avec des températures de l'air chaudes et des eaux calmes, comme les étangs et les flaques d'eau, dont ils ont besoin pour pondre des œufs. Les chercheurs se tournent vers le Land Data Assimilation System, ou LDAS :un effort de modélisation de la surface terrestre soutenu par la NASA et d'autres organisations. satellites de la NASA, comme Landsat, Mesure globale des précipitations, et Terra et Aqua, servir d'entrées pour LDAS, qui à son tour fournit des informations continues sur les précipitations, Température, l'humidité du sol et la végétation dans le monde.

Sans identifier directement les flaques d'eau et les étangs, LDAS montre où ils sont très susceptibles de se former. Par exemple, les inondations peuvent déborder les berges ou les fortes pluies peuvent saturer le sol, permettant à l'eau de s'accumuler.

"C'est un exercice de raisonnement indirect, " dit Ben Zaitchik, le co-chercheur du projet responsable de la composante LDAS et professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université Johns Hopkins. "Ces modèles nous permettent de prédire où l'humidité du sol va être dans des conditions qui permettront la formation de sites de reproduction."

Grâce à des cartes de végétation et d'occupation du sol obtenues par satellite, Le LDAS suit également un autre indicateur majeur des futures épidémies de paludisme :la déforestation, en particulier lorsqu'il s'agit d'aménagement routier. Quand les routes sont construites, les bulldozers creusent des fossés pour éliminer les arbres et autres déchets végétaux; lorsqu'ils sont remplis d'eau de pluie, ces fossés deviennent des sites de reproduction des moustiques. Lorsque des personnes infectées traversent ces routes et transmettent la maladie à Anopheles darlingi, une épidémie peut survenir.

Suivi des humains

Alors que LDAS suit les conditions météorologiques et la déforestation pour identifier les populations de moustiques émergentes et les futurs foyers d'épidémie, les cas de paludisme signalés placent les personnes infectées sur la carte. Mais aux fins de prédire une épidémie, cette carte ne raconte pas une histoire complète.

Au Perou, le paludisme est diagnostiqué et traité dans les postes de santé disséminés dans tout le pays, et des ressources sont envoyées à ces postes pour contenir les épidémies. Le problème avec cette approche du confinement, selon Pan, est que le poste de santé où une personne se fait soigner n'est pas toujours près de l'endroit où elle a contracté la maladie. C'est parce que ceux qui sont les plus exposés au paludisme passent plusieurs mois de l'année à exploiter ou à exploiter des mines, ce qui les envoie souvent en voyage loin de chez eux.

Trouver où les gens sont infectés est au cœur du système de prévision du paludisme, et Pan développe un modèle statistique régional et un modèle plus détaillé basé sur les agents pour cibler ces points chauds.

Pour le modèle régional, les cas signalés de paludisme sont incorporés avec les estimations de la population pour chaque comté et les hypothèses sur l'endroit où les gens voyagent sur la base d'études sur les migrations saisonnières. L'intégration des données environnementales via LDAS place non seulement les populations de moustiques sur la carte, mais aide également à informer les mouvements humains, par exemple, en détectant la crue des rivières pendant la saison des pluies. "Il est beaucoup plus facile de faire flotter des bûches le long d'une rivière quand il est haut, et en même temps les moustiques prospèrent parce que des poches d'eau émergent le long de la berge, " expliqua Pan, "donc ces types de conditions correspondent à un risque élevé de paludisme."

Le modèle régional fournira une vue d'ensemble de la façon dont les humains, les moustiques, et la maladie sont localisées et où elles se dirigent en fonction de la façon dont ces variables interagissent. À la fois, le modèle basé sur les agents, nommé parce qu'il modélise le comportement de chaque agent, ou tout humain, moustique, et le parasite du paludisme dans une zone - zoomera sur un espace géographique plus restreint en utilisant des données hydrologiques à haute résolution et en se concentrant sur les quartiers et les mouvements de personnes. En combinaison avec les données LDAS, le modèle exécutera une simulation pour évaluer la probabilité de quand, où et combien de personnes devraient être mordues et infectées par la maladie.

Prévenir une épidémie

Selon Pan, les deux modèles seront utilisés pour projeter en avant 12 semaines et identifier, jusqu'au niveau du ménage, où la maladie devrait s'installer. Les modèles simuleront également ce qui résulterait de l'une ou l'autre de plusieurs actions, de la distribution de moustiquaires et de sprays qui peuvent réduire le contact homme-moustique à l'administration d'un traitement antipaludique préventif qui peut arrêter la transmission. Sur la base des résultats, le ministère de la santé peut réaliser le plan optimal.

La capacité du modèle basé sur les agents à faire des projections jusqu'au niveau du ménage permet aux ressources d'aller là où elles sont nécessaires. Ce serait un tournant marqué par rapport à la méthode actuelle du gouvernement, qui consiste à répartir largement les ressources, parfois vers des zones qui n'en ont peut-être pas besoin. "Au lieu de traiter 100 pour cent de la communauté, nous pourrions concentrer la lutte antivectorielle dans certains ménages ou des zones spécifiques de la communauté, " a expliqué Pan. " C'est une stratégie ciblée qui peut atteindre la même réduction du paludisme, mais à un coût potentiellement inférieur et avec une réponse plus rapide."

Alors que le projet entre dans le tiers de sa subvention de trois ans, Pan et ses collègues continuent d'affiner les modèles. Il estime que l'outil de prévision pourrait être prêt à être utilisé d'ici quelques années. Le gouvernement péruvien travaille déjà avec Pan pour se familiariser avec le système, d'autant plus qu'elle démarre son programme Malaria Cero, qui vise à éliminer la maladie d'ici 2021. D'autres pays, dont la Colombie et l'Équateur, ont manifesté leur intérêt.

Bien que ce projet se concentre sur le paludisme, Pan a noté que l'un des avantages de l'outil est son adaptabilité, car les modèles LDAS et de population peuvent être utilisés pour suivre non seulement le paludisme mais aussi un certain nombre d'autres maladies, comme le Zika et la Dengue. "Je pense que les agences de santé gouvernementales trouveront non pas une mais plusieurs utilisations pour le système qui peuvent profiter à beaucoup de gens, " at-il dit. " Cela a toujours été notre objectif. "