L’interazione di un virus con il corpo umano è un fenomeno molto complesso che può essere ridotto a due processi:
Il team di Vitaly Volpert, matematico dell'Università RUDN,ha proposto un modello matematico che descrive l'evoluzione e la diversificazione di quasispecie di virus. Il modello mostra l'interazione dinamica tra replicazione, mutazione ed eliminazione del virus. I risultati del lavoro possono essere utilizzati per prevedere la comparsa di ceppi virali in grado di evitare il riconoscimento immunitario e resistere ai farmaci antivirali.
Per mantenere le cose semplici, il modello ce lo mostrai ceppi esistenti si stanno evolvendo per ridurre la concorrenza tra i virus, indebolire la clearance del virus dalla risposta immunitaria e diventare meno sensibili ai farmaci. Questa tendenza sta portando all'emergere di ceppi resistenti ai farmaci /
Vitaliq Volpert, matematico dell'Università RUDN
Lavorando insieme ai suoi colleghi, lo scienziato ha descrittoun ceppo virale come soluzione localizzata incentrata su un dato genotipo. L'emergere di nuovi ceppi corrisponde a un'onda periodica che si propaga nello spazio dei genotipi. L'emergere di nuovi picchi nella propagazione delle onde coincide con l'emergere di nuovi ceppi di virus. Il team ha descritto le condizioni per il verificarsi di onde viaggianti periodiche e la loro dinamica analizzando la stabilità di soluzioni stazionarie spazialmente uniformi.
Il modello è rappresentato dall'equazione non localereazioni di diffusione per la densità del virus. L'equazione ha due termini integrali che corrispondono agli effetti non locali dell'interazione del virus con le cellule ospiti e le cellule immunitarie.
Il nuovo modello è qualitativo e applicabile a variinfezione virale. Tuttavia, al fine di descrivere meglio la dinamica delle quasispecie di virus, è necessario conoscere le loro caratteristiche individuali, come la natura delle loro mutazioni, l'interazione con il sistema immunitario e la risposta ai farmaci antivirali.
"Usando il nostro modello, puoi svilupparevari metodi per prevenire la diffusione di infezioni virali attraverso i tessuti del corpo e la comparsa di nuovi ceppi, cioè la diffusione di genotipi nello spazio. Tuttavia, affinché questi approcci siano pratici, devono essere combinati con dati sperimentali e clinici ", spiega Vitaly Volpert.
Il modello ha diverse limitazioni, poiché è basatosu diverse semplificazioni. Vale a dire, non tiene conto dell'esistenza di molte cellule immunitarie e citochine (piccole molecole peptidiche informative) che sono coinvolte nella risposta immunitaria, o nei complessi processi di regolazione intracellulare e replicazione virale. Tuttavia, queste limitazioni aiutano gli scienziati a identificare alcune caratteristiche evolutive comuni dei virus quasispecie che sarebbero difficili da identificare in un modello più complesso. Il lavoro del team di scienziati può essere utilizzato come base per ulteriori indagini.
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