Novas abordagens são necessárias para controlar a propagação de doenças epidêmicas, de acordo com os desenvolvedores de um novo modelo de como os patógenos podem 'cooperar'.

O estudo examinou as maneiras como dois patógenos trabalham juntos, descobrir que a cooperação entre os processos de contágio pode tornar a propagação de infecções contagiosas mais severa.

Escrevendo no New Journal of Physics , os pesquisadores da Shaanxi Normal University na China, o Instituto Robert Koch, e a Universidade Humboldt, Alemanha, apresentar uma extensão do modelo tradicional SIS (Susceptible-Infected-Susceptible) usado para modelar processos de contágio único.

Autor principal, Dr. Li Chen, da Shaanxi Normal University, disse:"Modelos computacionais de última geração tornaram-se notavelmente bem-sucedidos na reprodução de padrões observados e na previsão da tendência de epidemias em andamento."

Contudo, a maioria dos modelos de epidemia concentra-se na dinâmica de transmissão de bactérias ou vírus patogênicos. Existe uma variedade de doenças infecciosas, Contudo, que interagem direta ou indiretamente, por exemplo alterando a suscetibilidade do hospedeiro em relação à infecção por outro patógeno.

O Dr. Chen disse:"Sistemas de co-contágio, Portanto, ainda são mal compreendidos. Queríamos descobrir quais recursos dinâmicos básicos você poderia esperar em um processo de contágio cooperativo, e até que ponto a cooperatividade muda o cenário clássico de surto. "

Os pesquisadores desenvolveram um modelo da dinâmica de dois transmissíveis, agentes de interação (marcados com A e B). O modelo foi baseado no modelo SIS, em que os indivíduos hospedeiros são suscetíveis (S) ou infectados (I). Os suscetíveis podem ser infectados com qualquer um dos agentes. Quando infectado com A, por exemplo, eles podem transmitir A a outros suscetíveis.

'Infectados' permanecem no estado infeccioso por um período típico, depois disso, eles se recuperam e se tornam suscetíveis novamente. A dinâmica de transmissão dos agentes A e B é governada por números de reprodução de linha de base específicos do agente, que descrevem a dinâmica de um agente na ausência do outro. A equipe incorporou a cooperatividade com dois parâmetros adicionais:os coeficientes de cooperatividade A e B que captam a influência de uma infecção com A na infecção subsequente com B, e vice versa.

Eles descobriram que a cooperatividade entre processos de contágio gera uma variedade de propriedades interessantes que estão ausentes na dinâmica de um único agente. Para uma cooperação suficientemente forte, aumentando o número de reprodução da linha de base de um ou ambos os agentes produzidos abruptamente, transições de surto descontínuas e estabilidade múltipla.

Além disso, novos modos de ondas viajantes surgem ao lançar seu modelo no contexto geométrico, onde a propagação da infecção retrocede ou até mesmo fica congelada, além do movimento tradicional para a frente.

O Dr. Chen disse:"Nosso modelo e seus resultados podem ser usados ​​para entender sistemas realistas como a pneumonia, onde bactérias como Streptococcus pneumoniae interagem com infecções respiratórias virais como gripe, e um patógeno aumenta a suscetibilidade em relação ao outro em até 100 vezes.

“Outro exemplo proeminente são as sindemias do HIV, onde o sistema imunológico suprimido dos hospedeiros aumenta muito a suscetibilidade a infecções secundárias como hepatite, malária, sífilis, vírus do herpes, ou tuberculose. No último caso, as interações cooperativas são mútuas, já que os hospedeiros com tuberculose também têm maior probabilidade de adquirir o HIV.

O estudo sugere que contágios realistas podem ser muito mais complexos do que a imagem capturada na maioria dos trabalhos anteriores baseados em uma única infecção. Consequentemente, os pesquisadores disseram:"Essas novas complexidades descobertas em nosso estudo sugerem a necessidade de novas estratégias de contenção para combater a propagação da epidemia em algumas circunstâncias mais realistas."