Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Global dynamics of multiple delays within-host model for a hepatitis B virus infection of hepatocytes with immune response and drug therapy

Creators

  • 1. Naresuan University

Description

In this paper, a mathematical model describing the hepatitis B virus (HBV) infection of hepatocytes with the intracellular HBV-DNA containing capsids, cytotoxic T-lymphocyte (CTL), antibodies including drug therapy (blocking new infection and inhibiting viral production) with two-time delays is studied. It incorporates the delay in the productively infected hepatocytes and the delay in an antigenic stimulation generating CTL. We verify the positivity and boundedness of solutions and determine the basic reproduction number. The local and global stability of three equilibrium points (infection-free, immune-free, and immune-activated) are investigated. Finally, the numerical simulations are established to show the role of these therapies in reducing viral replication and HBV infection. Our results show that the treatment by blocking new infection gives more significant results than the treatment by inhibiting viral production for infected hepatocytes. Further, both delays affect the number of infections and duration i.e. the longer the delay, the more severe the HBV infection.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الورقة، يتم دراسة نموذج رياضي يصف عدوى فيروس التهاب الكبد B (HBV) للخلايا الكبدية مع HBV - DNA داخل الخلايا التي تحتوي على القفيصات، والخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا (CTL)، والأجسام المضادة بما في ذلك العلاج بالعقاقير (منع العدوى الجديدة وتثبيط الإنتاج الفيروسي) مع تأخير مرتين. وهو يتضمن التأخير في الخلايا الكبدية المصابة بشكل منتج والتأخير في التحفيز المستضدي الذي يولد CTL. نتحقق من إيجابية المحاليل وحدودها ونحدد رقم الاستنساخ الأساسي. يتم التحقيق في الاستقرار المحلي والعالمي لثلاث نقاط توازن (خالية من العدوى، وخالية من المناعة، ومنشطة مناعياً). أخيرًا، تم إنشاء المحاكاة العددية لإظهار دور هذه العلاجات في الحد من التكاثر الفيروسي وعدوى فيروس التهاب الكبد B. تظهر نتائجنا أن العلاج عن طريق منع العدوى الجديدة يعطي نتائج أكثر أهمية من العلاج عن طريق تثبيط الإنتاج الفيروسي للخلايا الكبدية المصابة. علاوة على ذلك، يؤثر كلا التأخيرين على عدد الإصابات ومدتها، أي كلما طالت مدة التأخير، زادت حدة عدوى فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي.

Translated Description (French)

Dans cet article, un modèle mathématique décrivant l'infection par le virus de l'hépatite B (VHB) des hépatocytes avec l'ADN du VHB intracellulaire contenant des capsides, des lymphocytes T cytotoxiques (CTL), des anticorps, y compris un traitement médicamenteux (bloquant une nouvelle infection et inhibant la production virale) avec deux retards est étudié. Il intègre le retard dans les hépatocytes infectés de manière productive et le retard dans une stimulation antigénique générant un CTL. Nous vérifions la positivité et le caractère borné des solutions et déterminons le nombre de reproduction de base. La stabilité locale et globale de trois points d'équilibre (sans infection, sans immunité et à activation immunitaire) est étudiée. Enfin, les simulations numériques sont établies pour montrer le rôle de ces thérapies dans la réduction de la réplication virale et de l'infection par le VHB. Nos résultats montrent que le traitement par blocage d'une nouvelle infection donne des résultats plus significatifs que le traitement par inhibition de la production virale des hépatocytes infectés. De plus, les deux retards affectent le nombre et la durée des infections, c'est-à-dire que plus le retard est long, plus l'infection par le VHB est grave.

Translated Description (Spanish)

En este artículo, se estudia un modelo matemático que describe la infección por el virus de la hepatitis B (VHB) de los hepatocitos con las cápsides intracelulares que contienen ADN del VHB, linfocitos T citotóxicos (CTL), anticuerpos, incluida la terapia farmacológica (bloqueo de nuevas infecciones e inhibición de la producción viral) con retrasos de dos veces. Incorpora el retraso en los hepatocitos infectados productivamente y el retraso en una estimulación antigénica generadora de CTL. Verificamos la positividad y la delimitación de las soluciones y determinamos el número de reproducción básico. Se investiga la estabilidad local y global de tres puntos de equilibrio (libre de infección, libre de inmunidad e inmunoactivado). Finalmente, se establecen las simulaciones numéricas para mostrar el papel de estas terapias en la reducción de la replicación viral y la infección por VHB. Nuestros resultados muestran que el tratamiento mediante el bloqueo de nuevas infecciones da resultados más significativos que el tratamiento mediante la inhibición de la producción viral de hepatocitos infectados. Además, ambos retrasos afectan el número de infecciones y la duración, es decir, cuanto mayor sea el retraso, más grave será la infección por VHB.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الديناميكيات العالمية للتأخيرات المتعددة داخل المضيف لعدوى فيروس التهاب الكبد B للخلايا الكبدية مع الاستجابة المناعية والعلاج بالعقاقير
Translated title (French)
Dynamique globale des retards multiples dans le modèle hôte pour une infection par le virus de l'hépatite B des hépatocytes avec réponse immunitaire et traitement médicamenteux
Translated title (Spanish)
Dinámica global de múltiples retrasos dentro del modelo del huésped para una infección por el virus de la hepatitis B de los hepatocitos con respuesta inmune y terapia farmacológica

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4320924458
DOI
10.3934/mbe.2023319

Is supplement to
https://openalex.org/W2362454490 (Other)
https://openalex.org/W2139048705 (Other)
https://openalex.org/W2133374731 (Other)
https://openalex.org/W2102262438 (Other)
https://openalex.org/W2040973434 (Other)
https://openalex.org/W2027917976 (Other)
https://openalex.org/W1971118974 (Other)
https://openalex.org/W1782288177 (Other)
https://openalex.org/W1605884721 (Other)
https://openalex.org/W1549922507 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1188656673
  • https://openalex.org/W1970484803
  • https://openalex.org/W1974721186
  • https://openalex.org/W1979796678
  • https://openalex.org/W1986896318
  • https://openalex.org/W1987728170
  • https://openalex.org/W1989842960
  • https://openalex.org/W1990326991
  • https://openalex.org/W1991592276
  • https://openalex.org/W2001389931
  • https://openalex.org/W2007134915
  • https://openalex.org/W2008517556
  • https://openalex.org/W2011555137
  • https://openalex.org/W2013163542
  • https://openalex.org/W2020250264
  • https://openalex.org/W2024407039
  • https://openalex.org/W2034418299
  • https://openalex.org/W2040872421
  • https://openalex.org/W2045705939
  • https://openalex.org/W2048439088
  • https://openalex.org/W2065818728
  • https://openalex.org/W2072122090
  • https://openalex.org/W2074446946
  • https://openalex.org/W2075807394
  • https://openalex.org/W2088165891
  • https://openalex.org/W2105265365
  • https://openalex.org/W2112680994
  • https://openalex.org/W2135695280
  • https://openalex.org/W2157098396
  • https://openalex.org/W2157644999
  • https://openalex.org/W2158980908
  • https://openalex.org/W2161280033
  • https://openalex.org/W2161589393
  • https://openalex.org/W2168003330
  • https://openalex.org/W2272910272
  • https://openalex.org/W2319557248
  • https://openalex.org/W2333739003
  • https://openalex.org/W2411779685
  • https://openalex.org/W2580194678
  • https://openalex.org/W2769768203
  • https://openalex.org/W2797683448
  • https://openalex.org/W2901102734
  • https://openalex.org/W290250603
  • https://openalex.org/W2903065518
  • https://openalex.org/W3027645126
  • https://openalex.org/W3047035599
  • https://openalex.org/W3047456622
  • https://openalex.org/W4282968495
  • https://openalex.org/W4293084239