Image credit: CDC/ Prof. Frank Hadley Collins, Dir., Cntr. for Global Health and Infectious Diseases, Univ. of Notre Dame/James Gathany

GAINESVILLE – Blood sucking insects such as the Yellow fever mosquito, Aedes aegypti, are more than just a nuisance in Ecuador, they also spread diseases such as dengue fever, chikungunya and Zika. A warming world means that public health officials must decide where to direct surveillance and mosquito control efforts not only today, but also decades down the road given dramatic shifts in mosquito habitat that will take place thanks to climate change.

Ecuadorian agencies now have a powerful helping hand: a recent paper in PLoS Neglected Tropical Diseases provides detailed maps forecasting where mosquitoes – and diseases – are likely to be in a warmer future.

The new work from the University of Florida’s Quantitative Disease Ecology & Conservation Lab Group (QDEC Lab) and the Emerging Pathogens Institute assesses the current and future geographic distribution of Ae. aegypti throughout Ecuador. The study was led by PhD Candidate Ms. Cat Lippi and is the result of a long-term collaboration with SUNY Upstate Medical University and the Ecuadorian Ministry of Health. Lippi’s committee chair, EPI researcher and QDEC founder Dr. Sadie Ryan, also contributed to the project, as did EPI investigator Dr. Jason Blackburn.

The research team repurposed historic larval mosquito surveillance data collected by the Ministry of Health between 2000 and 2012 in Ecuadorian households to predict where Ae. aegypti may occur in areas that have not yet been surveyed. Aedes aegypti mosquitoes are important because they are a vector for several different mosquito-borne diseases and are able to reproduce in small quantities of standing water, making them common in urban settings. The research team used environmental and climate modeling to analyze how areas currently suitable for the mosquito may shift in the future as a result of climate change.

Maps A and E show mosquito distribution today while maps B-D and F-H show where mosquitoes can be predicted in the future given different climate change scenarios.

“We wanted to show the Ministry of Health in Ecuador where disease-carrying mosquitoes might occur in the future,” Lippi says. By analyzing the environmental and climactic characteristics associated with where mosquitoes occur in Ecuador today, the team extrapolated where mosquitoes may occur in 2050 under a range of climate change scenarios and used the presence of these mosquitoes as a proxy for where disease would occur.

The models show that Ae. aegypti are likely to expand their range into regions of transitional elevation along the Andes mountain range by midcentury. The expanded habitat includes the portion of mountainous area where valley floors give way to a mountain’s lower slopes. The higher reaches of the Andes famed peaks are expected to remain protected pockets that will still be too cool, even with extreme warming, for Ae. aegypti to survive. At the same time, changing climate will reduce the mosquito’s range in the eastern portion of the country’s Amazon.

“When there is a population that has never been exposed to pathogens like dengue or Zika, they don’t have any immunity, and that population will be vastly more susceptible to an acute outbreak,” Lippi says. “There are thousands of Ecuadorians who will be exposed to mosquitoes in the future who have never had to deal with them before.”

The team will share their results with the Ecuadorian Ministry of Health, which will use the data to prepare for the future. Previous work through the team’s collaboration with Ecuador’s Ministry of Health showed that local knowledge and attitudes are significantly associated with the risk of Ae. aegypti mosquitoes in households in Ecuador, although effects on actual dengue fever risk are less clear. Mosquito-borne diseases pose a serious threat to public health throughout Ecuador and Latin America, where dengue alone accounts for an estimated 16 million infections occurring in the Americas each year.

“Our work gives their health department good forewarning of where to focus their preparations to prevent future outbreaks, and this will help them to conserve limited resources,” Lippi says. Preparations may include educational campaigns on using insect repellent, and window and door screens, as well as how to safely store household water in covered containers. The government can also coordinate spraying efforts to reduce mosquito larvae in the environment.

“Of course we expect to see changes in habitat and species’ ranges due to future climate change,” Lippi says. “But what this study addresses is the question of where those changes will occur, and how severe those changes may be, all within the context of disease risk to people.”

Un nuevo estudio de la Universidad de Florida (Estados Unidos) sugiere que los mosquitos que transmiten enfermedades podrían infectar a poblaciones humanas en Los Andes ecuatorianos debido al cambio climático

Comunidades en Latino América tienen el desafío de reducir la exposición a mosquitos que transmiten enfermedades, como el Aedes aegypti. En Ecuador, este mosquito es más que una molestia. El Aedes aegypti trasmite víruses que causan enfermedades de alta consideración para la salud pública incluyendo dengue, chikungunya y Zika. Dónde el Ministerio de Salud Publica (MSP) podría enfocar los esfuerzos de vigilancia y control de estos mosquitos, hoy y en el futuro, tomando en cuenta el cambio climático?

Un nuevo estudio del grupo, Ecología de Enfermedades y Conservación Cuantitativa (QDEC), de la Universidad de Florida, analiza la distribución geográfica del Aedes aegypti a través de todo Ecuador. El proyecto fue dirigido por Cat Lippi, estudiante de PhD de QDEC, y es el resultado de una colaboración a largo plazo con la Universidad del Estado de New York y Universidad Médica de “Upstate” (SUNY UPSTATE) y el MSP del Ecuador. El equipo de investigadores usó datos históricos de vigilancia de mosquitos recolectados por el MSP para predecir lugares donde Aedes aegypti podría estar presente. Áreas que no se ha inspeccionado de una manera activa y áreas donde podría estar presente en el futuro bajo condiciones de cambio climático. Modelos de “nicho ecológico” fueron creados usando información sobre lugares con la presencia actual del moquito y con variables básicos del ambiente. Los modelos fueron desarrollados usando condiciones climatológicas actuales y futuras, hasta el año 2050.

Este estudio muestra que lugares con elevaciones intermedias a lo largo de Los Andes pueden convertirse en zonas mas asequibles para la presencia de Aedes aegypti en el año 2050. Este descubrimiento sugiere que la población que actualmente viven en estas zonas de transición puede correr el riesgo, en el futuro, de ser expuesto a enfermedades transmitidas por mosquitos, como resultado de cambio climático. Los autores reportan que aumentará la población con riesgo de exposición por más de 12,000 personas bajo los escenarios extremos de cambio climático. Al mismo tiempo, los investigadores identificaron áreas que pueden ser menos propicias para los mosquitos, como la cuenca de la Amazonia.

Actualmente, la mayor parte de las personas que viven en Los Andes están protegidos por las enfermedades transmitidos por mosquitos debido a las altas elevaciones, lo que produce un ambiente frio y no apto para los moquitos. En situaciones extremas de cambio climático, los mosquitos pueden invadir nuevas lugares con elevación de 900 metros más alto que los lugares en actuales condiciones climatológicas. “Las personas que vivan en esta zona de expansión de enfermedades pueden ser más susceptibles a futuros brotes de enfermedades debido a varios factores, incluyendo falta de inmunidad debido a exposición previa al patógeno y falta de conocimiento y costumbres asociados con la prevención de mosquitos y costumbres de protección personal, como el uso de repelente,” indica Lippi. Estudios previos en colaboración con el MSP del Ecuador mostraron que el conocimiento y actitudes de las poblaciones locales están asociados con el riesgo de la presencia de Aedes aegypti en hogares en Machala. Se recomienda estudios en estos nuevas áreas de futuro riesgo.

Las enfermedades transmitidas por mosquitos son una amenaza para la salud pública en toda Latinoamérica, donde dengue causa aproximadamente 16 millones de infecciones anualmente. Estudios como éstos enfatizan la importancia de incorporar la ciencia de “Geografía de la salud” dentro de los estándares de la práctica de la educación pública, proveyendo información más precisa a las agencias de salud pública para mejorar el uso de escasos recursos para el de control de estas enfermedades y para desarrollar intervenciones de control vectorial y de educación pública en lugares específicos.

Media contact: Mike Ryan Simonovich