Ученые описали пространственную модель распространения ВИЧ

Группа ученых из Университета дружбы народов (РУДН) представила уникальную пространственную модель распространения вируса иммунодефицита в организме человека. Математики, опубликовавшие результаты работы в журнале Journal of Theoretical Biology, проанализировали увеличение популяции ВИЧ при учете фактора времени и сопротивления иммунитета. Как считают специалисты, их выводы будут полезны как при диагностике ВИЧ, так и при изучении ряда иных вирусов: герпеса, кори и др.

На сегодняшний день мире существует достаточно много моделей, описывающих процесс распространения вируса и его взаимодействия с клетками. Однако почти в каждой из них специалистами принимаются «оговорки», «приближения», которые, в конце концов, могут оказывать существенное влияние на итоговый результат механизма воздействия ВИЧ.

Группа математиков и микробиологов из РУДН предложила новую модель, в отличие от предыдущих учитывающую крайне важный аспект взаимодействия клетки и вируса — пространственное распространение.

Сама модель, являясь своего рода «обобщением» для предыдущих схем, представляет собой систему дифференциальных уравнений, которые описывают эволюцию вирусной популяции и клеток иммунной системы во времени и пространстве.

Свойство «всеобщности» позволяет математической системе не только увидеть ранее незамеченные аспекты развития ВИЧ-инфекции, но также быть использованной и для изучения иных вирусов.

Изучая механизм работы ВИЧ в организме, исследователи выделили 3 возможных исхода развития инфекции:

• излечимая, когда вирус может быть подавлен;
• слабая хроническая, когда ВИЧ сохраняется в организме вместе с хроническим иммунным ответом
• сильная хроническая, когда иммунная система истощается, а вирусная нагрузка растет

Авторы провели детальный анализ каждого из исходов и обнаружили взаимосвязь распространения ВИЧ и его взаимодействия с клеткой носителя.

«С точки зрения математического моделирования распространение инфекции по клеточной культуре или по ткани описывается решениями типа бегущей волны реакционно-диффузионных уравнений. Мы исследовали этот вопрос с учетом взаимодействия вирусной инфекции с иммунными клетками. Такого рода взаимодействие происходит, когда вирусы могут заражать клетки иммунного ответа (лимфоциты) и размножаться в них. Наиболее известный пример такого вируса — это ВИЧ. Но это относится и к другим вирусам, таким как герпес, миксовирус, корь», — прокомментировал результаты Виталий Вольперт, автор статьи, руководитель лаборатории математического моделирования в биомедицине РУДН.