Multiscale mathematical model of the spread of respiratory infection considering the immune response

封面

如何引用文章

全文:

详细

This work presents a multiscale mathematical model of the spread of respiratory viral infection in a tissue and in an organism, taking into account the influence of innate and adaptive immune responses based on systems of reaction-diffusion equations with nonlocal terms. The defining characteristics of such models, which have physiological significance, are the viral replication number, wave propagation speed, and total viral load. In this work, these characteristics are estimated and their dependence on immune response parameters is investigated.

作者简介

A. Mozokhina

RUDN University

编辑信件的主要联系方式.
Email: mozokhina-as@rudn.ru
Moscow, Russia

K. Ryumina

RUDN University

Email: ryumina-ka@rudn.ru
Moscow, Russia

参考

  1. Abdullaev A., Odilov A., Ershler M., Volkov A., Lipina T., Gasanova T., Lebedin Y., Babichenko I., Sudarikov A. Viral load and patterns of SARS-CoV-2 dissemination to the lungs, mediastinal lymph nodes, and spleen of patients with COVID-19 associated lymphopenia// Viruses.-2021.- 13, № 7.- 1410.
  2. Ait Mahiout L., Mozokhina A., Tokarev A., Volpert V. Virus replication and competition in a cell culture: Application to the SARS-CoV-2 variants// Appl. Math. Lett. -2022.- 133.-108217.
  3. Ait Mahiout L., Mozokhina A., Tokarev A., Volpert V. The influence of immune response on spreading of viral infection// Lobachevskii J. Math.- 2022.- 43, № 10.-C. 2699-2713.
  4. Aschman T., Mothes R., Heppner F., Radbruch H. What SARS-CoV-2 does to our brains// Perspective.- 2022.-55, № 7.- C. 1159-1172.
  5. Cyster J.G. Visualizing influenza virus capture in the lymph node following vaccination// Immunol. Cell Biol.- 2010.- 88.- C. 617-619.
  6. Fensterl V., Sen G. Interferons and viral infections// Biofactors.-2009.- 35, № 1. -C. 14-20.
  7. Friedrich S.K., Schmitz R., Bergerhausen M., Lang J., Duhan V., Hardt C., Tenbusch M., Prinz M., Asano K., Bhat H., Hamdan T.A., Lang P.A., Lang K.S. Replication of influenza A virus in secondary lymphatic tissue contributes to innate immune activation// Pathogens.- 2021.- 10, № 5.- 622.
  8. Hamilton-Easton A., Eichelberger M. Virus-specific antigen presentation by different subsets of cells from lung and mediastinal lymph node tissues of influenza virus-infected mice// J. Virol.- 1995.- 69, № 10.- С. 6359-6366.
  9. Jordan S. Innate and adaptive immune responses to SARS-CoV-2 in humans: relevance to acquired immunity and vaccine responses// Clinic. Experiment. Immunol.-2021.- 204, № 3.- C. 310-320.
  10. Katze M., He Y., Gale M. Jr. Viruses and interferon: a fight for supremacy// Nat. Rev. Immunol.- 2002.- 2, № 9.-С. 675-687.
  11. Marek K., Marciniak-Czochra A. Modelling and analysis of dynamics of viral infection of cells and of interferon resistance// J. Math. Anal. Appl. -2008.-344, № 2.- С. 821-850.
  12. Mauricio L., Marciniak-Czochra A. A reaction-diffusion model for viral infection and immune response// HAL. - 2011.- hal-00546034.
  13. McNab F., Mayer-Barber K., Sher A., Wack A., O’Garra A. Type I interferons in infectious disease// Nat. Rev. Immunol.-2015.- 15, № 2.-C. 87-103.
  14. Mohsen F., Lidsey C., Laurence C., Navin V., Meyer D. Cytotoxic T lymphocytes targeting a conserved SARS-CoV-2 spike epitope are efficient serial killers// BioTechniques.- 2022.- 72, № 4.- C. 113-120.
  15. Nelemans T., Kikkert M. Viral innate immune evasion and the pathogenesis of emerging RNA virus infections// Viruses.-2019.- 11, № 10.-961.
  16. Sean Q., Weiming Y. Mathematical modeling of interaction between innate and adaptive immune responses in COVID-19 and implications for viral pathogenesis// J. Med. Virol.-2020.-92, № 2.- C. 1615-1628.
  17. Shim M., Kim J., Tenson T., Min Y., Kainov D. Influenza virus infection, interferon response, viral counter-response, and apoptosis// Viruses.- 2017.- 9, № 8.- 223.
  18. Yin J., McCaskill J. Replication of viruses in a growing plaque: a reaction-diffusion model// Biophys. J.- 1992.-61, № 6.- C. 1540-1549.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».