Infección viral propagándose en cultivo celular con regulación intracelular
Autores: Bessonov, Nikolay; Bocharov, Gennady; Mozokhina, Anastasiia; Volpert, Vitaly
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Infección viral propagándose en cultivo celular con regulación intracelular
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Virus
Infección
Modelo
Propagación
Carga
Velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los ensayos de placas de virus se utilizan convencionalmente para la evaluación de infecciones virales, incluida su virulencia, y la eficacia de las vacunas. Estos experimentos pueden modelarse con ecuaciones de reacción-difusión, lo que permite la estimación de la velocidad de propagación de la infección (relacionada con la virulencia del virus) y la carga viral (relacionada con la infectividad del virus). En este trabajo, desarrollamos un modelo multiescala de progresión de la infección que combina la caracterización macroscópica del crecimiento de placas de virus en cultivos celulares con un modelo de referencia de replicación viral intracelular. Determinamos la velocidad de propagación de la infección y la carga viral en un modelo para la dinámica extracelular y la cinética de la abundancia de genomas virales intracelulares y proteínas. En particular, la velocidad de propagación de la infección espacial aumenta si la tasa de entrada del virus en la célula diana aumenta, mientras que la carga viral puede aumentar o disminuir dependiendo de otros parámetros del modelo. La reducción en el modelo bajo una suposición de estado cuasi-estacionario para algunas reacciones intracelulares nos permite derivar una familia de modelos reducidos y comparar el modelo de referencia con el modelo anterior para la concentración de células no infectadas, células infectadas y concentración total de virus. En general, la combinación de diferentes escalas en modelos de reacción-difusión abre nuevas perspectivas sobre los modelos de crecimiento de placas de virus y sus aplicaciones.
Descripción
Los ensayos de placas de virus se utilizan convencionalmente para la evaluación de infecciones virales, incluida su virulencia, y la eficacia de las vacunas. Estos experimentos pueden modelarse con ecuaciones de reacción-difusión, lo que permite la estimación de la velocidad de propagación de la infección (relacionada con la virulencia del virus) y la carga viral (relacionada con la infectividad del virus). En este trabajo, desarrollamos un modelo multiescala de progresión de la infección que combina la caracterización macroscópica del crecimiento de placas de virus en cultivos celulares con un modelo de referencia de replicación viral intracelular. Determinamos la velocidad de propagación de la infección y la carga viral en un modelo para la dinámica extracelular y la cinética de la abundancia de genomas virales intracelulares y proteínas. En particular, la velocidad de propagación de la infección espacial aumenta si la tasa de entrada del virus en la célula diana aumenta, mientras que la carga viral puede aumentar o disminuir dependiendo de otros parámetros del modelo. La reducción en el modelo bajo una suposición de estado cuasi-estacionario para algunas reacciones intracelulares nos permite derivar una familia de modelos reducidos y comparar el modelo de referencia con el modelo anterior para la concentración de células no infectadas, células infectadas y concentración total de virus. En general, la combinación de diferentes escalas en modelos de reacción-difusión abre nuevas perspectivas sobre los modelos de crecimiento de placas de virus y sus aplicaciones.