p Uma equipe de especialistas em modelagem matemática da Universidade RUDN sugeriu um modelo qualitativo de evolução do vírus e da ocorrência de novas cepas. Os resultados do estudo podem tornar a previsão do comportamento do vírus mais eficiente e ajudar no desenvolvimento de novos medicamentos antivirais. O artigo foi publicado na revista Matemática . p A interação entre um vírus e um corpo humano é um fenômeno muito complexo que pode ser reduzido a dois processos:um vírus multiplica-se nas células hospedeiras, e o organismo resiste à infecção por meio da resposta imune. Um olhar mais atento sobre uma infecção por vírus mostra que os vírus competem por células hospedeiras, mudar sob a influência de drogas antivirais, e sofrer mutação durante sua replicação. Eles podem evoluir em uma velocidade muito alta por meio da modificação de antigas ou da aquisição de novas sequências de RNA ou DNA. Por causa desses e de muitos outros fatores, é difícil para os biólogos prever a dinâmica da evolução do vírus, prever a ocorrência de novas cepas, e avaliar seus níveis de resistência potencial.

p A equipe de Vitaly Volpert, um matemático da Universidade RUDN, sugeriu um modelo matemático que descreve a evolução e diversificação de quasispécies de vírus. O modelo mostra uma interação dinâmica entre a replicação, mutação, e eliminação de um vírus. Os resultados do trabalho podem ser usados ​​para prever a ocorrência de cepas de vírus capazes de evitar o reconhecimento imunológico e resistir a medicamentos antivirais.

p "Para simplificar, o modelo nos mostra que as cepas existentes evoluem para reduzir a competição entre os vírus, para enfraquecer a eliminação do vírus pela resposta imune, e tornar-se menos sensível à medicação. Essa tendência leva à ocorrência de cepas resistentes a medicamentos, "diz Vitaly Volpert.

p Trabalhando junto com seus colegas, o cientista descreveu uma cepa de vírus como uma solução localizada concentrada em torno de um determinado genótipo. O surgimento de novas linhagens corresponde a uma onda periódica que se propaga no espaço dos genótipos. A ocorrência de novos picos de distribuição no processo de propagação das ondas coincide com a ocorrência de novas cepas de vírus. A equipe descreveu as condições de ocorrência de ondas viajantes periódicas e sua dinâmica analisando a estabilidade de soluções estacionárias espacialmente homogêneas.

p O modelo é representado por uma equação de difusão de reação não local para a densidade do vírus. A equação tem dois termos integrais que correspondem aos efeitos não locais da interação do vírus com as células hospedeiras e células do sistema imunológico.

p O novo modelo é qualitativo e aplicável a diferentes infecções virais. Contudo, para descrever melhor a dinâmica de quasispécies de vírus, é preciso conhecer suas características individuais, como a natureza de suas mutações, interação com o sistema imunológico, e resposta à medicação antiviral.

p "Usando nosso modelo, pode-se desenvolver vários métodos para prevenir a propagação de infecções virais nos tecidos do corpo e a ocorrência de novas cepas, ou seja, a propagação no espaço de genótipos. Contudo, para que essas abordagens tenham uma implementação prática, eles devem ser combinados com dados experimentais e clínicos, "adiciona Vitaly Volpert.

p O modelo tem uma série de limitações porque se baseia em várias simplificações. Nomeadamente, não leva em consideração a existência da variedade de células imunes e citocinas (pequenas moléculas de peptídeos informativos) que participam da resposta imune, ou processos complexos de regulação intracelular e replicação de vírus. Contudo, essas limitações ajudam os cientistas a determinar algumas características evolutivas comuns de quase-espécies de vírus que seriam difíceis de identificar em um modelo mais complexo. O trabalho da equipe pode ser usado como base para futuras investigações.