Das Arbeitspaket startet mit einer sorgfältigen statistischen Analyse, um Schlüsselfaktoren bei der Beeinflussung von Zeckenpopulationen zu identifizieren. Ein besonderer Fokus wird dabei auf Hotspots für FSME und Borreliose gelegt (WP 1 und WP 2). Dies umfasst die Untersuchung, welche spezifischen Parameter (aus WP 3) zur gesamten Zeckenpopulationsdynamik beitragen und wie sie mit den Hotspots für FSME-Viren und der Prävalenz von Borrelien in Verbindung stehen. Darüber hinaus möchten wir untersuchen, ob es identifizierbare Parameter für Borrelien-Hotspots gibt oder ob diese Hotspots überall vorhanden sind, wahrscheinlich abhängig von der Anwesenheit von Wirbeltieren. Ein weiterer wichtiger Aspekt unserer Forschung wird die Untersuchung des Einflusses von Wetterbedingungen auf menschliches Risikoverhalten sein. Unter Risikoverhalten könnte in diesem Kontext beispielsweise der Aufenthalt und Freizeitaktivitäten in Wäldern und auf Wiesen zu verstehen sein. Das Verständnis solcher Muster hilft uns dabei, die Verbindung zwischen Umweltfaktoren und menschlicher Exposition gegenüber durch Zecken übertragenen Krankheiten zu bewerten.

Um die Komplexität der Zeckenpopulationen zu modellieren, werden wir ein Modell mit gewöhnlichen Differenzialgleichungen entwickeln. Dieses Modell wird detaillierte Analysen des Zeckenlebenszyklus ermöglichen, einschließlich der verschiedenen Entwicklungsstadien von Eiern über Larven und Nymphen bis hin zu voll entwickelten ausgewachsenen Zecken, um mögliche Interventionsstrategien innerhalb der Vektorpopulation zu bewerten. Das Modell für die menschliche Population (basierend auf Sticha et. al., 2024) wird erweitert, um demografische Faktoren in die menschliche Population zu integrieren, insbesondere Alters- und Geschlechterstrukturen, sodass ein nuancierteres Verständnis der Krankheitsübertragungsdynamik und möglicherweise unterschiedlicher Manifestationen und Symptomatiken möglich wird. Durch die Kopplung dieser beiden Modelle wird ein detailliertes System zur Verbreitung durch Zecken übertragener Krankheiten zur Verfügung stehen.

Teil der Forschung ist auch, die notwendigen Parameterwerte für den Lebenszyklus von Zecken sowie für den Verlauf von FSME- oder Borreliose-Infektionen bei Menschen zu bestimmen. In Fällen unbekannter Parameter werden wir statistische Analysen durchführen, um diese Lücken zu identifizieren und zu schließen. Die Kalibrierung unseres Modells wird die Anpassung fehlender Parameter unter Verwendung von Inzidenzdaten sowie den Ergebnissen aus den Kohortenstudien (WP 4) beinhalten, um so die Präzision des Modells sicherzustellen.

Außerdem werden wir statistische Analysen durchführen, um zu untersuchen, wie das Wetter menschliches Risikoverhalten beeinflusst – z.B. die Entscheidung, an sonnigen Tagen Wälder zu besuchen – und wie dieses Verhalten, das mit infizierten Zeckenpopulationen zusammenspielt, die Inzidenz der beiden Krankheiten beeinflusst. Da das Wetter auch eine wichtige Rolle im Zeckenlebenszyklus spielt, wird die Einbeziehung von realen Wetterdaten in beide Teilmodelle entscheidend sein, um die Auswirkungen verschiedener Wetterparameter genau zu kalibrieren und langfristige Schätzungen, die durch den Klimawandel bedingt sind, zu bewerten. Entsprechende Parameter in beiden Teilmodellen, werden daher durch temperaturabhängige Funktionen ersetzt. Insbesondere die Veränderung der Bodentemperatur wird bei der Modellierung der Zeckenpopulation eine entscheidende Rolle spielen. So wird sichergestellt, dass sowohl im Lebenszyklus der Zecken, als auch in der Infektionsgefahr der menschlichen Population, wetter- und klimabedingte Veränderungen zum Tragen kommen. Abschließend werden wir die Modelle verwenden, um Prognosen bezüglich der Dynamik von durch Zecken übertragenen Krankheiten zu erstellen.

Die Durchführung dieses Arbeitspakets findet am Institut für Infektions- und Tropenmedizin des LMU Klinikum in München statt.