Русский
!

Conference publications

Abstracts

XXI conference

3D modeling of the kinetics of intracellular replication and spread of HIV infection in the target organ

Kislitsyn A.A., Bocharov G.A.

CMC Lomonosov MSU, Russia, Moscow, alexey.kislitsyn@gmail.com INM RAS, Russia, Moscow, bocharov@inm.ras.ru

1 pp. (accepted)

В работе моделируется процесс распространения ВИЧ в органе-мишени с учетом стохастической модели репликации вируса в клетке. При моделировании процесса внутриклеточной репликации ВИЧ описываются следующие ключевые этапы: обратная транскрипция, процесс переноса вирусных частиц в ядро клетки, интеграция, активация, транскрипция, экспорт вирусной частицы в цитоплазму, трансляция, высвобождение вирусных частиц [1].

Пространственная структура клетки аппроксимируется в виде сферы разбитой на тетраэдры, центры которых являются узлами сетки в расчетной модели. В них случайным образом располагаются различные элементы этой клетки и компоненты вируса, участвующие в процессе репликации. Переменными состояния в двух-уровневой модели являются численности следующих характеристик: клетка-мишень, клеточная ДНК, клеточная транспортная РНК, провирусная ДНК, вирусная РНК, интегрирующаяся в ядро провирусная ДНК, вирусная мРНК, вирусные белки. На данном этапе, для моделирования процесса распространения ВИЧ инфекции в органе-мишени рассматривается трехмерная регулярная сетка с отдельными клетками, расположенными в ее узлах.

На первом шаге численного моделирования одна клетка инфицируется случайно выбранным числом вирусов (по распределению Пуассона). В алгоритме, реализующем агентную модель внутриклеточной репликации, на каждом шаге по времени происходит движение частиц (компонентов вируса и клетки, участвующих в процессе репликации) в случайном направлении на расчетной сетке, аппроксимирующей клетку. В результате этого перемещения происходит случайное столкновение частиц между собой и с ядром клетки, что определяет кинетику развития процесса вирусной репликации. При окончании цикла репликации происходит высвобождение вирусов, заражающих соседние клетки.

Результаты моделирования распространения вирусной инфекции и внутриклеточной репликации, получены на основе реализации модели в системе Gmsh, MATLAB, Ani3D.

Работа выполнена при поддержке проекта №5П Программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» и проекта РФФИ (№11-01-00117а).



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533