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    El modelo arroja nueva luz sobre la cooperación de patógenos

    Crédito:Instituto de Física

    Se necesitan nuevos enfoques para controlar la propagación de enfermedades epidémicas, según los desarrolladores de un nuevo modelo de la forma en que los patógenos pueden "cooperar".

    Su estudio examinó las formas en que dos patógenos trabajan juntos, encontrar que la cooperación entre los procesos de contagio probablemente agrave la propagación de infecciones contagiosas.

    Escribiendo en el Nueva Revista de Física , los investigadores de la Universidad Normal de Shaanxi en China, el Instituto Robert Koch, y la Universidad Humboldt, Alemania, presentan una extensión del modelo tradicional SIS (Susceptible-Infected-Susceptible) utilizado para modelar procesos de contagio único.

    El autor principal, el Dr. Li Chen, de la Universidad Normal de Shaanxi, dijo:"Los modelos computacionales de última generación se han vuelto notablemente exitosos en la reproducción de patrones observados y en la predicción de la tendencia de las epidemias en curso".

    Sin embargo, la mayoría de los modelos epidémicos se centran en la dinámica de transmisión de bacterias o virus patógenos. Existe una variedad de enfermedades infecciosas, sin embargo, que interactúan directa o indirectamente, p. ej. alterando la susceptibilidad del huésped con respecto a la infección por otro patógeno.

    El Dr. Chen dijo:"Sistemas de co-contagio, por lo tanto, todavía no se entienden bien. Queríamos descubrir qué características dinámicas básicas podría esperar en un proceso de contagio cooperativo, y la medida en que la cooperatividad cambia el escenario clásico de un brote ".

    Los investigadores desarrollaron un modelo de la dinámica de dos transmisibles, agentes que interactúan (etiquetados A y B). El modelo se basó en el modelo SIS, en el que los individuos hospedadores son susceptibles (S) o infectados (I). Los susceptibles pueden infectarse con cualquiera de los agentes. Cuando está infectado con A, por ejemplo, pueden transmitir A a otros susceptibles.

    Los 'infectados' permanecen en estado infeccioso durante un período típico, después de lo cual se recuperan y vuelven a ser susceptibles. La dinámica de transmisión de los agentes A y B se rige por los números de reproducción de línea de base específicos del agente, que describen la dinámica de un agente en ausencia del otro. El equipo incorporó la cooperatividad con dos parámetros adicionales:los coeficientes de cooperatividad A y B que capturan la influencia de una infección con A sobre la posterior infección con B, y viceversa.

    Descubrieron que la cooperatividad entre procesos de contagio genera una variedad de propiedades interesantes que están ausentes en la dinámica de un solo agente. Para una cooperatividad suficientemente fuerte, aumentar el número de reproducción inicial de uno o ambos agentes producidos abruptamente, transiciones discontinuas de brotes y multiestabilidad.

    Además, Surgen nuevos modos de ondas viajeras cuando proyectan su modelo en el contexto geométrico, donde la propagación de la infección retrocede o incluso se congela, aparte del tradicional movimiento hacia adelante.

    El Dr. Chen dijo:"Nuestro modelo y sus resultados se pueden utilizar para comprender sistemas realistas como la neumonía, donde una bacteria como Streptococcus pneumoniae interactúa con infecciones respiratorias virales como la gripe, y un patógeno aumenta la susceptibilidad hacia el otro hasta 100 veces.

    "Otro ejemplo destacado son las sindemias del VIH, donde el sistema inmunológico suprimido de los huéspedes aumenta en gran medida la susceptibilidad a infecciones secundarias como la hepatitis, malaria, sífilis, virus del herpes, o tuberculosis. En este último caso, las interacciones cooperativas son mutuas, dado que los hospedadores con tuberculosis también tienen más probabilidades de contraer el VIH.

    El estudio sugiere que los contagios realistas podrían ser mucho más complejos que la imagen capturada en la mayoría de los trabajos anteriores basados ​​en una sola infección. Como consecuencia, Los investigadores dijeron:"Estas nuevas complejidades descubiertas en nuestro estudio sugieren la necesidad de nuevas estrategias de contención para combatir la propagación de la epidemia en circunstancias más realistas".

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