Los picos de infecciones latentes: El análisis matemático de blip viral

Mayo 6, 2016 Admin Salud 0 25
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La infección recurrente es una característica común de las enfermedades virales persistentes. Incluye los episodios de la producción viral alta intercalados con períodos de relativa quietud. Estas fases de reposo o silenciosas son difíciles de estudiar con modelos experimentales. El análisis matemático puede ayudar a llenar los vacíos.

En un documento titulado Condiciones de viremia transitoria en los modelos deterministas en-Host: repuntes viral no necesita desencadenante exógeno, publicado el mes pasado en el SIAM Journal on Applied Mathematics, autores Zhang Wenjing, Lindi M. Wahl, y Pei Yu presentan un modelo para el estudio de las infecciones persistentes.

En las infecciones latentes (un tipo de infección persistente), no hay células infecciosas se pueden observar durante silenciosa o inactiva, con la participación de la replicación viral en el nivel bajo. Estos períodos de silencio son a menudo interrumpidos por episodios intermitentes inexplicables de la producción viral activa y liberación. "Blip Viral" asociada con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) son un buen ejemplo de estos períodos activos.




"Los modelos matemáticos ha sido fundamental para nuestra comprensión del VIH, particularmente durante la infección latente clínicamente", dice el autor Pei Yu. "La rápida rotación de la población viral durante esta fase de reposo de la infección se ha demostrado principalmente a través del modelado (David Ho, Naturaleza, 1995), y fue una sorpresa para la clínica de la comunidad. Esto fue visto como uno de los principales triunfos de matemáticas inmunología: un resultado muy importante a través del acoplamiento de los datos de los pacientes y el enfoque de modelado adecuado ".

Las infecciones recurrentes ocurren a menudo debido al tratamiento farmacológico. Por ejemplo, la terapia antirretroviral para el VIH puede suprimir los niveles del virus por debajo de los límites de detección durante meses. Aunque gran parte de la investigación se ha centrado en estos blip viral, sus causas no se comprenden bien.

Los modelos matemáticos anteriormente analizadas las razones de estos repuntes virales y han sugerido varias explicaciones posibles. Un primer modelo considera la activación de las células T, un tipo de célula inmune, en respuesta a antígenos. Los modelos posteriores atribuyeron blips activación recurrente de linfocitos infectados de forma latente, que son una clase más amplia de células inmunes, incluyendo células T división asimétrica de estas células infectadas de forma latente, resultando en células activadas y células hijas con infección latente fueron vistos para despertar repuntes en otro estudio.

Estos modelos previos han utilizado gatillo exógeno como estocástica o la estimulación transitoria del sistema inmune para generar blips virales.

En este trabajo, los autores utilizan la teoría de los sistemas dinámicos a volver a investigar los modelos de infección en repuntes virales anfitrionas presentadoras. Demuestran que son necesarios estos desencadenantes exógenos para generar repuntes virales, y sugieren que repuntes se producen como parte del comportamiento natural del sistema dinámico. El factor clave de este comportamiento es que una tasa de infección aumenta, pero saturado de la extensión de la infección. Los autores muestran que tal incremento, saturando tasa de infección por sí sola es suficiente para producir largos períodos de quiescencia interrumpido por la rápida replicación, o blip viral.

Estos resultados son consistentes con las observaciones clínicas en las que incluso los pacientes la mejor terapia disponible actualmente VIH son periódicamente episodios transitorios de viremia (alta carga viral en la sangre). Se han propuesto varias razones para este fenómeno, como la mala adherencia al tratamiento o la activación de un depósito oculto de las células infectadas por el VIH. "Si la membresía es el factor subyacente, blip viral se activan cuando el paciente se salta una dosis o múltiples dosis de medicamentos recetados", dice Yu. "Si la activación es la causa, blips pueden ser provocados por la exposición a otros patógenos que activan el sistema inmunológico. Nuestro trabajo demuestra que blips virales pueden producirse simplemente en el ciclo natural del sistema dinámico de abajo, sin la necesidad de cualquier gatillo especial. "

Los autores proponen modelos simples de 2 y 3 dimensiones, que pueden producir puntos virales. Las tasas de infección no conducen a repuntes lineales o constantes en posiciones 2, 3 o 4 modelos de tamaño estudiados por los autores. Sin embargo, un modelo dimensional inmunológica-5 revela que un sistema con una constante de tasa de infección puede generar señales de retorno también.

Los modelos propuestos en el documento se pueden utilizar para estudiar una variedad de enfermedades virales que tienen infecciones recurrentes. "Actualmente estamos ampliando este enfoque a otras infecciones, y más en general a otras enfermedades que muestran recurrencias", dice Yu. "Por ejemplo, muchas enfermedades autoinmunes se repiten y la lluvia radiactiva durante un período de años, y una vez más, la" activación "de los episodios de recurrencia son desconocidos. Nos gustaría entender mejor qué factores del sistema dinámico de fondo podría estar impulsando estos modelos episódicos ".

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