L’interaction d’un virus avec le corps humain est un phénomène très complexe qui peut se réduire à deux processus :
L'équipe de Vitaly Volpert, mathématicien de l'Université RUDN,a proposé un modèle mathématique décrivant l'évolution et la diversification des quasi-espèces de virus. Le modèle montre l'interaction dynamique entre la réplication, la mutation et l'élimination du virus. Les résultats des travaux peuvent être utilisés pour prédire l'apparition de souches virales capables d'éviter la reconnaissance immunitaire et de résister aux antiviraux.
Pour simplifier les choses, le modèle nous montre queles souches existantes évoluent pour réduire la compétition entre les virus, affaiblir la clairance du virus par la réponse immunitaire et devenir moins sensibles aux médicaments. Cette tendance conduit à l'émergence de souches résistantes aux médicaments /
Vitaliq Volpert, mathématicien de l'Université RUDN
En collaboration avec ses collègues, le scientifique a décritune souche virale en tant que solution localisée centrée autour d'un génotype donné. L'émergence de nouvelles souches correspond à une onde périodique se propageant dans l'espace des génotypes. L'émergence de nouveaux pics de propagation des ondes coïncide avec l'émergence de nouvelles souches de virus. L'équipe a décrit les conditions d'apparition des ondes progressives périodiques et leur dynamique en analysant la stabilité de solutions stationnaires spatialement uniformes.
Le modèle est représenté par l'équation non localeréactions de diffusion pour la densité virale. L'équation comporte deux termes intégraux qui correspondent aux effets non locaux de l'interaction du virus avec les cellules hôtes et les cellules immunitaires.
Le nouveau modèle est qualitatif et applicable à diversinfections virales. Cependant, afin de mieux décrire la dynamique des quasi-espèces de virus, il est nécessaire de connaître leurs caractéristiques individuelles, telles que la nature de leurs mutations, l'interaction avec le système immunitaire et la réponse aux médicaments antiviraux.
«En utilisant notre modèle, vous pouvez développerdiverses méthodes de prévention de la propagation des infections virales à travers les tissus du corps et l'apparition de nouvelles souches, c'est-à-dire la propagation dans l'espace des génotypes. Cependant, pour que ces approches soient pratiques, elles doivent être associées à des données expérimentales et cliniques », explique Vitaly Volpert.
Le modèle présente un certain nombre de limites, car il est basésur plusieurs simplifications. A savoir, il ne prend pas en compte l'existence de nombreuses cellules immunitaires et cytokines (petites molécules peptidiques informatives) impliquées dans la réponse immunitaire, ou les processus complexes de régulation intracellulaire et de réplication virale. Cependant, ces limitations aident les scientifiques à identifier certaines caractéristiques évolutives communes des virus quasi-espèces qui seraient difficiles à identifier dans un modèle plus complexe. Les travaux de l'équipe de scientifiques peuvent être utilisés comme base pour des recherches complémentaires.
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