De interactie van een virus met het menselijk lichaam is een zeer complex fenomeen dat kan worden herleid tot twee processen:
Het team van Vitaly Volpert, wiskundige van de RUDN Universiteit,stelde een wiskundig model voor dat de evolutie en diversificatie van quasispecies van virussen beschrijft. Het model toont de dynamische interactie tussen replicatie, mutatie en virus-eliminatie. De resultaten van dit werk kunnen worden gebruikt om het verschijnen van virale stammen te voorspellen die immuunherkenning kunnen vermijden en antivirale geneesmiddelen kunnen weerstaan.
Om het simpel te houden, laat het model ons dat zienbestaande stammen evolueren om de concurrentie tussen virussen te verminderen, de klaring van het virus door de immuunrespons te verzwakken en minder gevoelig te worden voor medicijnen. Deze trend leidt tot de opkomst van geneesmiddelresistente stammen /
Vitaliq Volpert, wiskundige van de RUDN Universiteit
Samen met zijn collega's, beschreef de wetenschappereen virusstam als een gelokaliseerde oplossing rond een bepaald genotype. De opkomst van nieuwe stammen komt overeen met een periodieke golf die zich voortplant in de ruimte van genotypen. De opkomst van nieuwe voortplantingspieken in het proces van golfvoortplanting valt samen met de opkomst van nieuwe virussen. Het team beschreef de voorwaarden voor het optreden van periodieke lopende golven en hun dynamiek door de stabiliteit van ruimtelijk uniforme stationaire oplossingen te analyseren.
Het model wordt weergegeven door de niet-lokale vergelijkingdiffusiereacties voor virusdichtheid. De vergelijking heeft twee integrale termen die overeenkomen met de niet-lokale effecten van de interactie van het virus met gastheercellen en immuuncellen.
Het nieuwe model is kwalitatief en toepasbaar op verschillendevirale infecties. Om de dynamiek van quasispecies van virussen beter te beschrijven, is het echter noodzakelijk om hun individuele kenmerken te kennen, zoals de aard van hun mutaties, interactie met het immuunsysteem en reactie op antivirale geneesmiddelen.
“Met ons model kun je ontwikkelenverschillende methoden om de verspreiding van virale infecties door de weefsels van het lichaam en het verschijnen van nieuwe stammen, dat wil zeggen de verspreiding van genotypen in de ruimte, te voorkomen. Om deze benaderingen echter praktisch te laten zijn, moeten ze gecombineerd worden met experimentele en klinische gegevens ”, legt Vitaly Volpert uit.
Het model heeft een aantal beperkingen, aangezien het gebaseerd isop verschillende vereenvoudigingen. Het houdt namelijk geen rekening met het bestaan van veel immuuncellen en cytokines (kleine informatieve peptidemoleculen) die betrokken zijn bij de immuunrespons, of met de complexe processen van intracellulaire regulatie en virale replicatie. Deze beperkingen helpen wetenschappers echter enkele algemene evolutionaire kenmerken van quasispecies-virussen te identificeren die moeilijk te identificeren zijn in een complexer model. Het werk van het team van wetenschappers kan als basis dienen voor verder onderzoek.
Lees ook
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste
Twee bewijzen van buitenaards leven kwamen tegelijk naar voren. De ene op Venus, de andere - niemand weet waar
Het bleek dat de manen van Uranus meer op planeten lijken