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Interplay between reaction and diffusion processes in governing the dynamics of virus infections

Authors :
Sergei Trofimchuk
Gennady Bocharov
Vitaly Volpert
Andreas Meyerhans
N. Bessonov
Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS)
Universitat Pompeu Fabra [Barcelona] (UPF)
Institute of Mechanical Engineering Problems [St. Petersburg] (IPME)
Instituto de Matemática y Física - Universidad de Talca
Universidad de Talca
Multi-scale modelling of cell dynamics : application to hematopoiesis (DRACULA)
Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire (CGPhiMC)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan (ICJ)
École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Modélisation mathématique, calcul scientifique (MMCS)
Institut Camille Jordan (ICJ)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ)
Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Camille Jordan [Villeurbanne] (ICJ)
Source :
Journal of Theoretical Biology, Journal of Theoretical Biology, 2018, 457, pp.221-236. ⟨10.1016/j.jtbi.2018.08.036⟩, Journal of Theoretical Biology, Elsevier, 2018, 457, pp.221-236. ⟨10.1016/j.jtbi.2018.08.036⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; Spreading of viral infection in the tissues such as lymph nodes or spleen depends on virus multiplication in the host cells, their transport and on the immune response. Reaction-diffusion systems of equations with delays in cell proliferation and death by apoptosis represent an appropriate model to study this process. The properties of the cells of the immune system and the initial viral load determine the spatiotemporal regimes of infection spreading. Infection can be completely eliminated or it can persist at some level together with a certain chronic immune response in a spatially uniform or oscillatory mode. Finally, the immune cells can be completely exhausted leading to a high viral load persistence in the tissue. It has been found experimentally, that virus proteins can affect the immune cell migration. Our study shows that both the motility of immune cells and the virus infection spreading represented by the diffusion rate coefficients are relevant control parameters determining the fate of virus-host interaction.

Details

Language :
English
ISSN :
00225193 and 10958541
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Theoretical Biology, Journal of Theoretical Biology, 2018, 457, pp.221-236. ⟨10.1016/j.jtbi.2018.08.036⟩, Journal of Theoretical Biology, Elsevier, 2018, 457, pp.221-236. ⟨10.1016/j.jtbi.2018.08.036⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a56fa4067328f55bf441ac14e981fbb9
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2018.08.036⟩