Modelar l'epidèmia mortal de nacres (Pinna nobilis)

• Un model plantejat per investigadors de l’IFISC (UIB-CSIC) en col·laboració amb IMEDEA (UIB-CSIC), LIMIA (IRFAP) i INAGEA desenvolupa un model epidemiològic per entendre epizoòties marines.
• En un nou article, publicat per l’IFISC i la Universitat de Buenos Aires, els investigadors analitzen els efectes espacials en aquesta mena d'epidèmies que afecten hostes immòbils. Entre altres coses, conclouen que a major mobilitat dels paràsits que transmeten el patogen, més severs són els brots epidemiològics. 

Una col·laboració entre l’IFISC (UIB-CSIC) i la Universitat de Buenos Aires ha analitzat com afecta la distribució de l'espai en epidèmies submarines amb hostes immòbils. L'estudi, publicat a la Royal Society Open Science, parteix d'un model epidemiològic anterior plantejat per una col·laboració interdisciplinària entre l’IFISC (UIB-CSIC), l’IMEDEA (UIB-CSIC), LIMIA (IRFAP) i INAGEA, publicat a Ecological Modelling. Aquest nou model reprodueix epizoòties, aquelles epidèmies que ataquen simultàniament una gran quantitat d'individus d'una o diverses espècies d'animals, tenint en compte l'estat dels paràsits que actuen com a transmissors. Els autors validaren el model amb dades de l'epidèmia de nacres (Pinna nobilis) transmesa entre individus pel paràsit Haplosporidium pinnae i que ha delmat la població d'aquest mol·lusc a la mar Mediterrània. En aquest nou article, exploren les propietats del model en un escenari més realista, en el qual la transmissió del patogen està condicionada per la distribució espacial dels hostes i per la mobilitat dels paràsits, així com pels efectes estocàstics que ocorren en sistemes petits. 

A l'hora d'estudiar la transmissió d'epidèmies (com la de COVID-19), el conegut com a model SIR és el més utilitzat. En aquesta aproximació, tots els individus de la població es divideixen en tres categories, que donen nom al model: S- Susceptibles d'infectar-se, I- Infectats i R– Removed (de l'anglès, eliminats o esborrats, que no poden reinfectar-se bé per haver adquirit immunitat o per haver mort). Aquests tres compartiments són suficients per descriure moltes epidèmies de malalties transmeses per contacte directe en les quals els infectats no poden reinfectar-se (com la varicel·la). No obstant això, el cas de les epidèmies marines és més subtil, especialment quan l'hoste no pot moure's per ser organismes sèssils i la malaltia necessita el concurs d'un altre organisme o un altre mecanisme per infectar nous individus. Els autors de l'estudi plantegen una evolució del clàssic model SIR afegint un nou estat, P, que representa la concentració del paràsit en el medi marí. Aquest model SIRP, juntament amb altres models similars publicats recentment, suposa una novetat, ja que els models previs només tenien en compte l'estat de l'hoste. La infecció entre hostes sèssils (com les nacres) no es produeix per contacte directe, sinó per la producció i excreció de paràsits per part dels individus infectats i l'assimilació per filtració dels paràsits per part d'un hoste sa (susceptible). Els paràsits són produïts i excretats al medi marí, en el qual romanen infecciosos fins que moren o són absorbits pels hostes. És a dir, en les malalties marines transmeses per paràsits, tenen un paper doble: no solament són agents que indueixen la infecció, sinó que també actuen com a vectors que transmeten la malaltia d'un hoste infectat immòbil a un altre de susceptible. 

En tenir integrat un nou paràmetre extra, el model és més mal de tractar de manera analítica, però els autors demostraren que, sota unes certes condicions, el model SIRP pot simplificar-se a un model SIR, sent aquest una contribució original del treball. Validaren el model amb dades experimentals disponibles per a la recent epidèmia de nacres Pinna nobilis, una malaltia causada pel paràsit Haplosporidium pinnae, i mostraren que el model SIR reduït és capaç d'ajustar-se a les dades. Llavors, encara si l'espècie que pateix les epidèmies no pot desplaçar-se (com és el cas de la nacra) i el contagi es produeix a través de paràsits, en unes certes condicions és possible estudiar la transmissió com si fos per contacte directe. Una vegada el model quedà validat amb les dades experimentals, els investigadors analitzaren l'impacte de la transmissió espacial. Així, comprovaren que la mobilitat del paràsit afecta les condicions epidemiològiques: més mobilitat facilita el contagi entre espècimens i produeix epidèmies més severes amb extincions més ràpides. Un objectiu futur serà analitzar distribucions espacials reals de nacres. 

Els autors conclouen que aquesta nova aproximació pot ser d'utilitat per comprendre malalties emergents en espècies de mariscos de gran valor, no solament econòmic, sinó també ecològic. Els patògens transmesos a través de paràsits són responsables d'algunes de les epizoòties de malalties marines més significatives i conseqüents de les quals es té constància i es consideren les principals epidèmies que preocupen les indústries de mariscos a tot el món.

Àlex Giménez-Romero, Amalia Grau, Iris E. Hendriks, Manuel A. Matías (2021). Modelling parasite-produced marine diseases: The case of the mass mortality event of Pinna nobilis, Ecological Modelling, 459. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2021.109705 

Àlex Giménez-Romero, Federico Vázquez, Cristóbal López, Manuel A. Matías (2022). Spatial effects in parasite-induced marine diseases of immobile hosts. R. Soc. Open Sci., 9, 212023. https://doi.org/10.1098/rsos.212023

Foto: Arnaud Abadie

• UIB
• Última Hora

  https://ifisc.uib-csic.es/documents/1464/002HIKUF.pdf