Bakteriyofaj Dinamiğinin İncelenmesi

Abstract

Matematiksel model, faj tedavisini temsil eden, bir kemostattaki bakteriyofaj temasının konağın bağışıklık tepkisi ile entegrasyonunu inceler. Çalışma, modelin varlığını ve tekliğini, denge noktalarını, konakçı bağışıklık tepkisinin geriye doğru çatallanmasını ve Hopf çatallanmasına yer verilmiştir. Bu sistemde mevcut olan faj enfeksiyonu dengesi ve faj içermeyen enfeksiyon dengelerinin değişkenliği mevcuttur. Ayrıca, faj enfeksiyonu dengesi sağlanırken aynı zamanda sistemin kararlı bir periyodik davranış sergileyebileceği ortaya konmuştur. Bu olayın önemli sonucu olarak, faj enfeksiyonunun hem daha düşük başlangıç enjeksiyon dozu hem de daha yüksek enjeksiyon dozu sebebiyle başarısız olmasıdır. Bu sebeple, faj tedavisi için uygun bir faj dozu tasarımı gereklidir. Bu durum, bakteri ve fajların inhibisyon etkilerinin var olduğunu göstermektedir. Bakteriler ve fajlar periyodik salınımlara ve modülasyon salınımlara neden olabilir.

The mathematical model examines the integration of bacteriophage contact in a chemostat with the host's immune response, representing phage therapy. The study explores the existence and uniqueness of the model, equilibrium points, backward bifurcation of the host immune response and Hopf bifurcation. Consequently, there are two possible states: phage infection equilibriums and phage-free equilibrium. More importantly, it is shown that a stable periodic solution and a stable phage infection equilibrium can coexist. A significant finding of this study is that phage infection fails at both lower and higher initial injection doses. Therefore, an optimal phage dose must be designed for effective therapy. This also indicates the presence of inhibitory effects between bacteria and phages, which can lead to periodic and modulated oscillations.