HABITRACK

Habitat Prediction and Surveillance of Tick-borne Diseases using Modelling and Imaging Technology

Projektinhalte und Ziele

Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen nutzt das Projekt Drohnenbilder, um Lebensräume zu identifizieren, in denen Zecken – und damit potenzielle Infektionsherde – besonders häufig vorkommen. In Zusammenarbeit mit Entomologen werden die Erkenntnisse über die Ausbreitung von Vektoren und Krankheitserregern verfeinert, um die Modellgenauigkeit zu verbessern. Für die Modellierung werden Algorithmen des maschinellen Lernens eingesetzt, und Wetterdaten werden integriert, um die Auswirkungen des Klimas auf Zeckenpopulationen zu berücksichtigen. In einer Modellregion, die als Hotspot für Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) und Lyme-Borreliose gilt, werden in späteren Projektphasen Freiwillige zu einem Bluttest (serologische Studie) eingeladen. Mithilfe von Trockenblutproben-Selbsttests (DBS) wird ermittelt, wie viele Menschen bereits Antikörper gegen die Krankheitserreger aufweisen. Dies ermöglicht es, bisher unentdeckte Infektionen zu identifizieren und die verfügbaren Daten zu verbessern. Gleichzeitig werden Vorhersagen über die Standorte von Infektionsherden durch Feldstudien validiert.

Zielsetzungen:

  • Modellierung und Analyse von Umweltfaktoren für FSME und Borreliose mithilfe von ML-Algorithmen und Drohnen
  • Vorhersage von FSME- und Borreliose-Hotspots
  • Bestimmung der Prävalenz von FSME und Borreliose in der Bevölkerung
  • Entwicklung mathematischer Modelle für die Populationsdynamik von Zecken und die Infektionsdynamik beim Menschen und Kalibrierung mit erhobenen Daten
  • Analyse pharmazeutischer und nicht-pharmazeutischer Interventionen
  • Etablierung von Erkennungs- und Überwachungsmaßnahmen

Projektaufbau

WP 1 & 2. Überwachung von Zeckenpopulationen und -infektionen

  • Zeckenproben in den Bezirken Amberg-Sulzbach und Schwandorf sammeln
  • Test auf FSME-Virus und Borrelien durchführen

 

WP 3. Habitat-Erkennung und -Vorhersage mit Drohnen

  • Interessante Parameter bestimmen
  • Prädiktoren für FSME-Virus und Borrelien finden
  • Landbedeckungsklassifizierungen mit ML-Algorithmen berechnen
  • Risikofaktoren für FSME-Virus/Borrelien bestimmen Risikokarten erstellen

 

WP 4. Krankheitsüberwachung mittels Trockenblutproben

  • Prävalenz in der Bevölkerung bestimmen
  • Risikofaktoren bestimmen
  • Kosteneffiziente Trockenblutproben-Tests (DBS) für FSME-Virus- und Borrelien Antikörper entwickeln
  • Repräsentative Kohorten bilden
  • Selbstproben-DBS-Studie + Fragebogen für Kohorten in den Bezirken Amberg-Sulzbach und Schwandorf
  • 3 Testrunden zur Überwachung von Veränderungen

 

WP 5. Mathematische Modellierung – Zeckenpopulation, menschliche Population, Modellkopplung

  • Vektorpopulationsmodell (vollständiger Lebenszyklus, Überlebenswahrscheinlichkeiten, Infektionsdynamik, Saisonalität, Wetter/Klima) 
  • Infektionsdynamik beim Menschen (Populationsstratifizierung (Ort, Alter usw.), Infektionsdynamik, Saisonalität, Wetter/Klima)
  • Parameteridentifizierung und -schätzung
  • Verknüpfung verschiedener Modelle
  • Modellanpassung mit Erkenntnissen aus den Arbeitspaketen 1–4 Analyse der Auswirkungen von Interventionen/Wetter/Klima usw.
  • Abschätzung der zukünftigen Entwicklung
  • Ableitung von Risiken und Empfehlungen

Projektverantwortliche und -partner

Institut für Infektions- und Tropenmedizin, LMU Klinikum München

München, Deutschland

PD Dr. Noemi Castelletti, Prof. Dr. Michael Hoelscher, PD Dr. med. Andreas Wieser, Dr. Raquel Rubio-Acero, Christoph Sticha-Kaiser

Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie (ITMP) München

München, Deutschland

Dr. Lidia Chitimia-Dobler

Nationales Referenzzentrum für Borrelien, Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL)

Erlangen, Deutschland

Dr. Volker Fingerle

Julius-Maximillians-Universität Würzburg

Würzburg, Deutschland

Prof. Dr. Hannes Taubenböck, Dr. Martin Wegmann

Assoziierter Partner:

Deutsches Konsiliarlabor für FSME (DKF) München

München, Deutschland

Prof. Dr. Gerhard Dobler