Modelo matemático estudia transmisión de la malaria

Un nuevo estudio concluye que el viaje humano es un factor crítico que afecta la propagación de la malaria entre las poblaciones humanas.

Investigadores de la Universidad de Miami (Florida, EUA) desarrollaron un modelo multiparche para estudiar los efectos de la dispersión de la población, sobre la diseminación espacial de la malaria entre las distintas áreas. El modelo está basado en el número de reproducción, que define los aspectos más importantes de transmisión de cualquier enfermedad infecciosa. En concreto, se calcula determinando el número esperado de organismos infectados a los que se les puede rastrear la infección directamente hasta un solo organismo inicial después de una generación de la enfermedad.

El ciclo de vida de la malaria por Plasmodium implica períodos de incubación en dos huéspedes, los humanos y los mosquitos hembra infectados del género Anopheles. Los modelos matemáticos de la propagación de la malaria, por lo general, se centran en la dinámica de retroalimentación de los mosquitos a los humanos y regreso, en que los primeros modelos se basaban en la biología de la población de parásitos de la malaria y su evolución. Sin embargo, la mayor capacidad de computación, en los últimos años, ha permitido que los modelos de la enfermedad sean más detallados y complejos, permitiendo a los investigadores encontrar el umbral del número de reproducción por debajo del cual se puede mantener el equilibrio libre de enfermedad.

Para ello, se utilizan los modelos multiparche que analizan las tasas de transmisión de la malaria entre las regiones, donde cada región es un “parche”. Estos modelos estudian cómo el número de reproducción se ve afectado por la dispersión o el movimiento de los individuos, expuestos e infecciosos, de una región a otra. El análisis mostró que el número de reproducción varía en consonancia con el movimiento de los seres humanos expuestos, infecciosas y recuperados, y lo mismo se ve que es cierto para el movimiento de los mosquitos infectados.

Los autores determinaron que la malaria podría morir si el movimiento de los seres humanos expuestos, infectados, o recuperados entre los dos parches o regiones sigue siendo débil; las tasas más altas de viaje entre los parches, sin embargo, pueden hacer que la malaria se vuelva autóctona de ambas regiones. A continuación, realizaron simulaciones numéricas para corroborar estos hallazgos, y concluyeron que el viaje humano es un factor crítico que afecta la propagación de la malaria. El estudio fue publicado en la edición de junio de 2012 de la revista SIAM Journal on Applied Mathematics.

“Los resultados analíticos y numéricos confirman que el movimiento humano juega un papel importante en la propagación geográfica de la malaria entre las diferentes regiones”, dijo el coautor del estudio Shigui Ruan, PhD, del departamento de matemáticas. “Se obtuvo un umbral para la persistencia de la malaria, por debajo del cual la enfermedad se extingue y por encima del cual, persiste la enfermedad. El análisis del umbral nos ayuda a diseñar medidas eficaces de control para reducir la transmisión de la enfermedad”.

“Los factores climáticos como la lluvia y la temperatura influyen en gran medida en la abundancia y distribución de los vectores de la malaria”, añadió el Dr. Ruan. “Va a ser muy interesante estudiar el impacto del cambio climático en la transmisión de la malaria, considerando los modelos periódicos de la malaria”.

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University of Miami