Новый центр Национального научного фонда для решения проблем, связанных с распространением пандемии

Нина Фефферман, профессор экологии и эволюционной биологии, стала математиком, потому что любит головоломки. Недавно он получил 18 миллионов долларов от Национального научного фонда США на разгадку одной загадки, которая может изменить мир: как, когда и почему инфекция распространяется среди населения или вызывает эпидемию или пандемию, а не вымирание.

Фефферман, директор Национального института моделирования биологических систем и заместитель директора инициативы «Единое здоровье» в Университете Теннесси в Ноксвилле, добился финансирования для запуска Центра анализа и прогнозирования пандемий Национального научного фонда следующей осенью. Многопрофильный центр сосредоточится на выявлении факторов, которые представляют собой «идеальный шторм» для распространения инфекции среди населения, а также способов, с помощью которых люди могут предотвратить или смягчить эти угрозы.

«Многие исследования пандемий проводятся в области иммунологии и вирусологии, и эта работа проводится в медицинских школах, но это лишь две из многих частей, которые объединяются, чтобы создать пандемию», — сказал Фефферман, который работал в сфере обеспечения готовности к пандемиям в течение 20 лет. Подумайте об этом: очень малая часть эпидемии связана с тем, что происходит внутри одного человека. Общественное здравоохранение призвано изменить жизнь целого населения».

Отдельные части этой головоломки могут включать искусственную среду, экономические ресурсы, средства массовой информации, проектирование систем безопасности, социальные сети и наблюдение, а также другие области, такие как экология, здравоохранение, иммунология, фармацевтика и вирусология.

«Это ключевой момент в сборе многопрофильной команды исследователей — чтобы получить лучшее глобальное понимание того, как остановить распространение инфекции, чтобы мы могли помочь людям до того, как они заболеют», — сказал Фефферман. «Решайте головоломки, которые вы не можете решить в одиночку – это самые веселые головоломки. Такая работа позволяет нам снять повязки друг с друга».

Семилетний грант в размере 18 миллионов долларов основан на финансировании, предоставленном Фефферман и ее соруководителям-исследователям в 2022 году. Награждение первого этапа, «Прогнозирование возникновения междисциплинарных эпидемиологических переломных моментов», или NSF PREEMPT, объединило исследователей из 17 различных академических дисциплин, чтобы сотрудничать по проблеме Джойнта и посмотреть, смогут ли они ускорить научный прогресс.

«Темп работы был очень быстрым, но мы доказали, что это возможно сделать, и что самое ценное, так это то, что результат отличался от того, что получилось бы, если бы мы все работали только по своим специальностям», — сказал Фефферман о 18-месячный проект стоимостью 1 миллион долларов. «Мы поняли, что это совсем не то, чем я буду заниматься. Было здорово работать с людьми, которые с энтузиазмом занимаются чем-то за пределами своего дома».

Этот подход не нов для Техасского университета, который признает внутреннюю ценность использования творческих коллизий между дисциплинами для открытий и решения проблем. Приверженность университета перспективам и партнерству, расширяющим мышление во всех направлениях, является основой пяти инновационных порталов UT, которые объединяют экспертов, оборудование и ресурсы для решения сложных задач.

Предложение Феффермана о новом центре расширит междисциплинарную группу исследователей из Национального научного фонда США PREEMPT и добавит к академическим кругам представителей правительства, промышленности и неправительственных организаций. Центральным вопросом, на котором они сосредоточат свое внимание, будет выявление человеческого фактора, создающего идеальные условия для распространения эпидемий. Они ограничат свои рассмотрения периодом после появления патогенов и тем, как деятельность человека формирует окружающую среду, в которой патоген может погибнуть или распространиться и нанести ущерб.

Исследователи из NSF APPEX изменят свое представление об эпидемиях, отойдя от традиционных расследований вспышек, фокусируясь на факторах, зависящих от места и контекста. Вместо этого они будут использовать систему сравнения случаев, которая широко используется в медицинских исследованиях, для проверки гипотез об условиях, которые могут быть связаны со вспышкой. Исследователи будут работать над определением того, что они называют минимально достаточным набором условий, вызывающих вспышку. Чтобы популяцию считали минимально адекватной, исключение любого фактора внутри популяции должно изменить результат от расширения вспышки до вымирания.

Пфефферман останется главным исследователем проекта NSF APPEX и директором центра. К ней присоединились соруководители исследований Лидия Буруиба, физик и математик из Массачусетского технологического института; И неделя. Силкок Кандан, ученый-компьютерщик из Университета штата Аризона; Сэди Райан, медицинский географ из Университета Флориды; и Шелби Уилсон, математик из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. В проект также входят клинический доцент Элизабет Стрэнд из Колледжа ветеринарной медицины Техасского университета, которая выступает в качестве координатора партнерства, и не менее 80 других исследователей, а также постдокторантов и аспирантов.

«Я щипаю себя в надежде, что мы сможем выполнить эту уникальную и замечательную работу, которая сформирует не только эпидемиологию, но и то, как мы ведем междисциплинарную науку».

Нина Фефферман, профессор экологии и эволюционной биологии, Университет Теннесси, Ноксвилл

Проект NSF APPEX выйдет за рамки исследований и превратит прогресс в доступные политические рекомендации, которые помогут информировать лиц, принимающих решения, подготовить следующее поколение исследователей и практиков как подлинных междисциплинарных специалистов и привлечь общественность к тому, как исследования STEM могут помочь нам понять, подготовиться к и даже предотвратить пандемии.

«В этом вся суть общественного здравоохранения: если вы все сделаете правильно, общественность не узнает о вашем существовании», — сказал Фефферман. «Если вы все сделаете правильно, легко забыть, что вам это вообще когда-либо было нужно».