Multiplicité des infections

Le nombre réel de virus ou de bactéries qui pénètrent dans une cellule donnée est un processus statistique: certaines cellules peuvent absorber plus d’un agent infectieux tandis que d’autres peuvent n’en absorber aucun. La probabilité qu’une cellule absorbe n {\displaystyle n}

particules virales ou bactéries inoculées avec un MOI de m {\displaystyle m}

peut être calculé pour une population donnée en utilisant une distribution de Poisson. Cette application de la distribution de Poisson a été appliquée et décrite par Ellis et Delbrück. P(n) = m n ⋅ e-m n! {\displaystyle P(n) = {\frac{m^{n}\cdot e^{-m}} {n!} }}

où m {\displaystyle m}

est la multiplicité de l’infection ou MOI, n {\displaystyle n}

est le nombre d’agents infectieux qui pénètrent dans la cible d’infection, et P(n) {\displaystyle P(n)}

est la probabilité qu’une cible d’infection (une cellule) soit infectée par n {\displaystyle n}

agents infectieux.

En effet, l’infectiosité du virus ou de la bactérie en question va modifier cette relation. Une solution consiste à utiliser une définition fonctionnelle des particules infectieuses plutôt qu’un comptage strict, comme une unité de formation de plaques pour les virus.

Par exemple, lorsqu’un MOI de 1 (1 particule virale infectieuse par cellule) est utilisé pour infecter une population de cellules, la probabilité qu’une cellule ne soit pas infectée est P(0) = 36,79% {\displaystyle P(0)=36.79\%}

, et la probabilité qu’il soit infecté par une seule particule est P(1) = 36.79% {\displaystyle P(1)=36.79\%}

, par deux particules est P(2) = 18,39% {\displaystyle P(2)=18.39\%}

, par trois particules est P(3) = 6,13% {\displaystyle P(3)=6.13\%}

, et ainsi de suite.

Le pourcentage moyen de cellules qui seront infectées à la suite de l’inoculation avec un MOI donné peut être obtenu en réalisant qu’il s’agit simplement de P(n > 0) = 1-P(0) {\displaystyle P(n > 0) = 1-P(0)}

. Par conséquent, la fraction moyenne des cellules qui seront infectées à la suite d’une inoculation avec un MOI de m {\displaystyle m}

est donné par : P(n > 0) = 1−P(n = 0) = 1−m 0 ⋅ e−m 0! = 1-e-m {\displaystyle P(n> 0) = 1-P(n = 0) = 1-{\frac{m^{0}\cdot e^{-m}}{0!}} = 1-e ^{-m}}

ce qui est approximativement égal à m {\displaystyle m}

pour de petites valeurs de m ≪ 1 {\displaystyle m\ll 1}

.

Exemplesmodifier

Pourcentage de cellules infectées selon les MOI.

Au fur et à mesure que le MOI augmente, les pourcentages de cellules infectées par au moins une particule virale augmentent également.