Modélisation et Analyse mathématique de l`interaction VIH

Modélisation et Analyse mathématique de l’interaction VIH-CD4 en
présence de thérapies
La prise en charge de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) a été
révolutionnée grâce aux traitements antirétroviraux qui ont permis de contrôler la charge
virale, restaurer partiellement le système immunitaire et donc augmenter la survie des
patients. Malheureusement, ces traitements n'éradiquant pas le virus, les patients sont traités à
vie ce qui nécessite toujours de nouvelles molécules efficaces du fait des capacités du virus à
muter. L'utilisation de modèles mathématiques pour analyser la chute de la charge virale
plasmatique sous traitement a permis de calculer les demi-vies des cellules infectées et du
virus conduisant ainsi à une étape majeure dans la compréhension de la physiopathologie de
l'infection: le renouvellement intense des virus et des cellules cibles (1,5). L'approche
biomathématique a également été proposée pour l'évaluation de l'efficacité des traitements
dans des essais cliniques (2). Cependant, le modèle de base à 3 compartiments (cellules cibles,
infectées et virus) présente de nombreuses limites (3). De plus, avec l'objectif de distinguer le
niveau d'action des classes thérapeutiques actuellement disponibles (inhibiteurs de la
transcription inverse, inhibiteurs de la protéase, inhibiteurs de fusion, inhibiteurs de
l'intégrase), de nouveaux modèles doivent être développés (4).
Ces nouveaux modèles doivent prendre en compte des retards distribués, (correspondant à la
phase éclipse, durée d'action du traitement, ...) en plus de structurations liées au cycle
cellulaire (phase de quiescence où le virus ne peut intervenir, phase de croissance G1, phase
de synthèse d'ADN notée S, seconde phase de croissance G2, phase de division ou mitose M).
La manière dont le médicament est assimilé par l'organisme devra également être modélisée
et intégrée au modèle VIH-CD4.
Cette proposition est portée par B.E. Ainseba, M. Langlais (IMB) Rodolphe Thiebault
(INSERM, ISPED, Université Bordeaux 2)
1. Ho DD, Neumann AU, Perelson AS, Chen W, Leonard JM, Markowitz M. Rapid
turnover of plasma virions and CD4 lymphocytes in HIV-1 infection. Nature.
1995;373(6510):123-6.
2. Markowitz M, Perelson AS. HIV-1 viral dynamics studies in the setting of clinical trials -
A window of opportunity. Journal of Infectious Diseases. 2007 Apr 15;195(8):1087-8.
3. Snedecor SJ. Comparison of three kinetic models of HIV-1 infection: Implications for
optimization of treatment. Journal of Theoretical Biology. 2003;221(4):519-41.
4. Sedaghat AR, Dinoso JB, Shen L, Wilke CO, Siliciano RF. Decay dynamics of HIV-1
depend on the inhibited stages of the viral life cycle. Proc Nat Acad Sci Usa. 2008 Mar
25;105(12):4832-7.
5. Perelson AS. Modelling viral and immune system dynamics. Nat Rev Immunol.
2002;2(1):28-36.