Đulio De Leo pokušava da nikada ne dodirne vodu u donjem basenu reke Senegal. Čak i kada vreme pređe 100 stepeni Farenhajta, ekolog sa Stanforda i njegov tim istraživača skliznu u debele plastične čamce koje ih zatvaraju od prstiju do grudi.
Oni prikupljaju podatke dok im znoj curi niz vratove i skuplja se u čizmama, dok svuda oko njih deca koja nose samo šorts i majice plivaju i prskaju da se ohlade. Velike su šanse da deca već imaju endemsku parazitsku bolest u regionu, šistosomijazu. Godine 2014, kada je De Leov tim prvi put otputovao tamo, do 99 odsto dece u nekim selima je bilo zaraženo.
Bolest, kolokvijalno nazvana šisto, se lako može dobiti: čim vaša koža dodirne kontaminiranu vodu, možete pokupiti parazitske crve koji kasnije izazivaju probleme u rasponu od dijareje do raka mokraćne bešike. Manji od grinja, paraziti se razmnožavaju u slatkovodnim puževima, a zatim plivaju u vodu tražeći ljudske domaćine.
Centri za kontrolu bolesti smatraju šistokom drugom najrazornijom parazitskom bolešću nakon malarije, a trenutno je zaraženo više od 200 miliona ljudi. „Govorimo o bolesti siromaštva“, kaže De Leo. „Uglavnom je u ruralnim područjima, gde nema lakog pristupa čistoj vodi sa cevima. Oko 90 odsto slučajeva je u podsaharskoj Africi, ali bolest je u pokretu. Nedavno je stigao do Sredozemnog mora, gde je – zbog klimatskih promena – vode sada dovoljno tople da paraziti prežive.
Tokom protekle decenije, De Leo, profesor okeana na Stenford Doer školi za održivost, i njegovi saradnici testirali su nekonvencionalno rešenje u Senegalu: kontrolu bolesti kontrolom ekosistema. Istraživači su 2012. počeli da dodaju afričke rečne kozice koje jedu puževe u kontaminiranu vodu, pokušavajući da dokažu da životinjski grabežljivac može da ukloni ključni deo životnog ciklusa parazita, zaustavi njihovo razmnožavanje i spreči zarazu ljudi.
Ali istraživanje životne sredine na šistosu je bilo tako u početku da je tim morao da izmisli svoj put kroz najosnovnije procese, a do kraja projekta kozica 2018. njihov pristup je bio daleko od dokazanog. Ipak, temeljna otkrića grupe su presekla put ka boljim i bržim rešenjima. To je važno, kaže De Leo, jer kada su u pitanju bolesti koje su u velikoj meri posredovane okolinom, najbolji lek možda uopšte nije lek. Možda je kozica.
U vreme kada su De Leo i njegov tim kročili na suvo, crveno tlo severnog Senegala, mnogi stanovnici regiona su živeli sa škriljcem više od jedne generacije. Andrea Lund, dr. ’20, sproveo fokus grupe i prikupio ankete iz približno 600 domaćinstava u više od deset sela da bi razumeo lokalnu percepciju vode i bolesti.
Dodirivanje vode „nije dobro za vas“, rekao je jedan lokalni baštovan. „Ali nemamo izbora. Neki stanovnici su koristili travu iz vode za izgradnju krovova svojih domova. Mnogi od muškaraca provodili su dane pecajući kako bi izdržavali svoje porodice. Voda je bila tamo gde su se ljudi kupali, prali, čak i pili kada su bunari presušili. „Ne možemo se zaštititi“, rekao je baštovan. „Nije nas lako zaštititi.
Problem škriljaca u Senegalu počeo je 1986. godine, kada je izgradnja brane Diama blokirala migraciju afričkih rečnih kozica. U nedostatku ključnog predatora, populacije puževa uzvodno su eksplodirale, a paraziti su cvetali kao minijaturni gospodari nesreće. Svaki parazit koji uđe u puž može dovesti do izlaska 100.000. Kada se probuše kroz kožu i stignu do krvnih sudova čoveka, mogu da žive više od 30 godina, polažući do 2.200 jaja dnevno.
Neka jaja se izlučuju stolicom ili urinom, a zatim se ugrađuju u puževe, gde mogu ponovo da započnu svoj životni ciklus. Ostatak se zadržava u organima svog ljudskog domaćina, izazivajući upalu. U početku se to može manifestovati kao osip na koži i bol u stomaku. U nekim delovima Afrike, krv u urinu je postala toliko česta da se na to „nekako gleda kao na obred prelaska dece“, kaže Lund. „To je na neki način upoređeno sa menstruacijom.“
Godine hronične infekcije dovele su do 20 miliona ljudi širom sveta da dožive ozbiljne zdravstvene probleme, kao što su otkazivanje jetre, neplodnost i kognitivno oštećenje.
Lek postoji. Decenijama se pilula koja se zove prazikvantel koristi da odmah ubije parazite u telu, a konvencionalno se primenjuje u visokorizičnim selima jednom godišnje. Ali to nema preventivni efekat. Na mestima kao što je Senegal, gde je ponovljeno izlaganje parazitima neizbežno, ljudi se mogu ponovo zaraziti istog dana. Lek nije dovoljan.
Kozica se pojavila kao potencijalni heroj 2009. Odrasli mužjaci su veličanstvena stvorenja, toliko velika da ako držite jednu u ruci, morate da ispružite ruku kako vas njene tanke kandže poput jastoga ne bi ubole u oko. Da bi održali svoj egzoskelet, kozice halapljivo love jedan od retkih slatkovodnih izvora kalcijuma: puževe.
Rakovi su zaokupili maštu Susanne Sokolov, veterinarke koja je postala ekolog na UC Santa Barbara. Radila je u laboratoriji Armanda Kurisa, profesora zoologije koji je 1999. objavio značajnu studiju koja pokazuje da invazivni rak koji pleni puževe smanjuje stopu škriljaka u kenijskim selima.
Sokolov je počeo da razvija projekat u Senegalu na osnovu tog rada, ali umesto toga koristeći autohtonu vrstu. Ovo je eliminisalo invazivni potencijal alohtonih vrsta i, uzvodno od brane Diama, značilo je da bi projekat mogao da posluži i kao napor za ekološku restauraciju.
Njena upotreba živih organizama za smanjenje populacije štetočina – koja se zove biološka kontrola – nije bila nova ideja. To je uobičajena praksa u poljoprivredi i datira iz 3. veka. USDA navodi da je lak, siguran i ekološki prihvatljiv, posebno u poređenju sa pesticidima širokog spektra. „Ako je ovo tačno za poljoprivredu“, kaže De Leo, „zašto ne gledamo na ovo više zbog ljudskih bolesti?“
Samo nekoliko meseci nakon imenovanja na fakultet na Stanfordu 2012. godine, De Leo je upoznao Sokolov dok je bila u poseti prijatelju na Hopkins Marine Station. Trebali su mu strastveni postdoktori koji bi mu pomogli da pokrene svoju laboratoriju. Sokolovu je bio potreban saradnik sa ekspertizom matematičkog modeliranja kako bi svoju teoriju pretvorio u stvarnost. U roku od sat vremena pošto su se poznavali, crtali su ono što Sokolov naziva „strašnim škrabotinama“ na tabli — dijagrame, modele i ideje o tome kako bi mogli da se izbore sa krizom u Senegalu.
Njihova pilot studija testirala je ideju u malom obimu. „Morali ste da razmislite o tome veoma pažljivo“, kaže Sokolov. „Imate beskičmenjake poput puževa koji nose parazita, i ljude, a zatim predatora, i sve što je u interakciji.“ Pored kompletiranja izveštaja o uticaju na životnu sredinu u Senegalu, De Leo je modelovao ceo ekosistem kako bi predvideo šta će se dogoditi kada se dodaju kozice i zašto.
Istraživači su se udružili sa Centrom za biomedicinska istraživanja Espoir Pour la Sante, senegalskom organizacijom koja zapošljava lokalne stanovnike i prikuplja podatke o parazitologiji iz škola u okolini. Istraživački tim je odabrao testno selo i kontrolno selo, a zatim je dodao izvorne afričke rečne kozice u izvor vode u selu za testiranje. U 2015. su pokazali da su se teške infekcije smanjile za skoro polovinu gde su bile prisutne kozice, ali se utrostručile u njihovom odsustvu.
Njihov rad je oduševio naučnu zajednicu. „Bilo je transformativno“, kaže Erin Mordekaj, vanredni profesor biologije na Stanfordu, specijalizovan za ekologiju zaraznih bolesti. „Ljudi rade ova nasumična kontrolna ispitivanja na lekovima, vakcinama – biomedicinskim intervencijama – mnogo, ali je zaista retko videti nasumično kontrolno ispitivanje o manipulaciji životnom sredinom.
Da bi proverili da li je njihova ideja skalabilna i ekonomski održiva, De Leo i Sokolov su dobili grantove za trogodišnji projekat. Njihova nada je bila da otkriju gde su puževi, pripitome divlje afričke rečne kozice i izgrade mrijestilište kozica kako bi ih pohranili u 10 visokorizičnih sela. Mrijestilište bi obezbedilo i rezervoar predatora za kontrolu puževa i prihod za lokalne ribare.
Brzo su otkrili da najosnovniji alati koji su im bili potrebni još ne postoje. „Tradicionalno, kada istražite šistosomijazu – ne izmišljam ovo ni malo, volela bih da jesam – kupite sito za brašno u kuhinjskoj radnji i zalepite ga lepljivom trakom na štapić“, kaže Čelsi Vud, Dr. ’13, vanredni profesor biologije na Univerzitetu u Vašingtonu koji je pomogao u vođenju istraživanja.
Umesto toga, tim je izmislio aparat u obliku kocke napravljen od PVC-a i aluminijuma koji je mogao dosledno i pravilno uzorkovati mutne vode kako bi identifikovao distribuciju puževa.
Uglavljeni u svoje „sveatbok“ vaders, istraživači su odneli uređaj u visoku travu u vodi, gde su ih ujeli mravi, pauci i komarci. Dublje, pacovi, zmije i psi su izašli iz šiblja. Kasnije su koristili dron kako bi snimili pejzaž odozgo.
Vremenom su otkrili da je analiza vegetacije i preferiranog staništa puževa putem satelitskih snimaka i snimaka dronom bila bolji prediktor rizika od škriljaca od fizičkog prikupljanja uzoraka puževa. Laka, nenametljiva metoda se sada koristi u drugim zemljama, kao i u istraživanjima koja mapiraju rizik od malarije.
Sa neviđenim znanjem o distribuciji puževa — a time i parazita, istraživači su krenuli da uvedu kozice u velikim razmerama. Ali ovaj deo njihovog eksperimenta nije bio u skladu sa rokom za grant od tri godine. Njihovi partneri u Senegalu nisu bili u stanju da proizvedu dovoljno domaćih kozica, a tim je otkrio da oticanje pesticida sa obližnjih farmi dodatno smanjuje populaciju.
Bez dovoljno grabežljivaca ili novca za proširenje projekta, testna sela nisu dobila punu korist od biološke kontrole. De Leo još uvek razmatra podatke, ali je siguran da to neće biti direktan iskorak kojem se nadao.
Kada je Lund počeo da intervjuiše ljude za fokus grupe, neki stanovnici su je pitali kako bi izgledao uspeh. Decenijama su posmatrali istraživače kako hrle u njihove vode, testirajući ljude na bolest, ponekad odlazeći ne govoreći im šta su otkrili. De Leo, na primer, ne odlazi. „Identifikovali smo probleme“, kaže De Leo, „ali mislimo da smo takođe potencijalno identifikovali rešenja“.
Godine 2022, nakon godina skoro isključivo preporuke masovne administracije lekova, SZO je dodala kontrolu puževa svom planu za iskorenjivanje šistoze. Iako još nisu skalabilne u Senegalu, kozice su idealni neprijatelji zaraženih puževa u pirinčanim poljima na drugim mestima. De Leo sada istražuje upotrebu soma, plućnjaka, pa čak i pataka (njegove omiljene) kao potencijalnih predatora.
On i njegovi saradnici proširuju istraživanja biološke kontrole u Senegalu, Madagaskaru i Obali Slonovače. A kada se Sokolov pridružio kao izvršni direktor, stvorio je Stanfordov program za ekologiju bolesti, zdravlje i životnu sredinu kako bi podržao više interdisciplinarnih studija poput njihove koje koriste ekologiju u korist ljudskog zdravlja.
Bolest je možda u pokretu, ali zahvaljujući De Leovoj laboratoriji i istraživanje.
