Mathematical modeling of host response to dengue virus and antibody dependent enhancement

Autor(es)

Miller Orlando Cerón Gómez

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica
• Data de defesa: 2016-11-17

Membros da banca

Hyun Mo Yang; José Luiz Boldrini; María de Lourdes Esteva Peralta; André Ricardo Ribas de Freitas; Gustavo Antonio Olivera Botello

• Orientador: Hyun Mo Yang

Resumo

Por muitos anos, os quatro sorotipos do vírus da dengue têm causado doença variando de assintomática à dengue grave e potencialmente fatal em milhões de pessoas por ano. A primeira infecção por dengue fornece uma proteção para a vida toda contra a reinfecção com o mesmo sorotipo, mas apenas proteção parcial contra outros sorotipos. Acredita-se que os anticorpos existentes contra um sorotipo pode aumentar a gravidade da doença, um fenômeno conhecido como \textit{Reforço dependente de anticorpo}. Nesta tese, nosso foco foi o tratamento matemático da interação entre o sistema imunológico e vírus da dengue. Primeiramente, desenvolvemos um modelo matemático da resposta imune adaptativa ao vírus da dengue na infecção primária, onde se considera que a ativação da resposta imune celular e humoral é mediada pela diferenciação de células auxiliadoras Th. Conclui-se que o vírus da dengue é eficazmente eliminado pela resposta imunológica celular, se ocorrer uma intensa proliferação de células citotóxicas. Caso contrário, em uma proliferação fraca, o vírus da dengue é removido por uma proliferação potente de células B ativadas ou/e a inibição da ativação de células auxiliadoras Th1. Além disso, as simulações com dados clínicos mostram que a atividade citotóxica é inibida no início da infecção, enquanto que as células B ativadas realizam a primeira resposta imunológica, o que pode ser uma estratégia do vírus da dengue para se propagar no corpo. Após a primeira etapa, formulamos um modelo matemático para explorar o reforço dependente de anticorpos na segunda infecção pelo vírus da dengue e determinamos um limiar para o parâmetro de proliferação das células B de memória. É possível ver que acima deste parâmetro, a elevada proliferação dos anticorpos não neutralizantes aumenta a possibilidade de formação do complexo anticorpo-antigêno, levando consequentemente, a uma maior probabilidade de opsonização por células imunitárias, enquanto que abaixo desse parâmetro ou as partículas virais são eliminadas ou atingem o nível mínimo. Finalmente, usamos um método direto de Lyapunov para estudar a estabilidade global de um modelo de dinâmica de vírus considerando uma resposta imune humoral e celular. Observamos que, se o número líquido de vírus é menor ou igual a um, o equilíbrio livre de vírus é globalmente e assintoticamente estável. A estabilidade global do equilíbrio com presença de vírus foi estabelecida se a taxa de entrada viral nas células de alvo for menor ou igual a um (AU)

• Processo FAPESP: 13/17264-0 - Modelagem da Resposta do Hospedeiro ao Vírus da Dengue e Reforço Dependente de Anticorpos
• Beneficiário: Miller Orlando Cerón Gómez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado