Bifurcación hacia atrás en interacción neutrófilo-patógeno

Resumen

Las infecciones bacterianas provocan respuestas inmunitarias, incluyendo neutrófilos, cuyo reclutamiento es estimulado por la presencia de la bacteria pero que muere después de eliminar esas bacterias. Esta doble interacción entre las concentraciones de bacterias y neutrófilos, más complicada que la simple relación depredador-presa que describe las interacciones entre bacterias y macrófagos, crea un ambiente en el que los neutrófilos tal vez sólo puedan despejar infecciones suficientemente pequeñas. Este estudio describe esta relación utilizando un sistema dinámico no lineal sencillo que exhibe un comportamiento de biestabilidad conocido como una bifurcación hacia atrás. El crecimiento bacteriano se supone limitado por un nutriente clave. En contraste con un estudio anterior que mantuvo los niveles de neutrófilos y nutrientes constantes y requería términos de saturación para producir la biestabilidad, nuestro modelo muestra que los términos bilineales sencillos fomentan la biestabilidad cuando las densidades de nutrientes y neutrófilos pueden variar en respuesta a la densidad bacteriana. Un ejemplo aplicado a la bacteria Borrelia burgdorferi, que se alimenta de manganeso, ilustra por qué la respuesta rápida de los neutrófilos es clave para su capacidad de contener las infecciones bacterianas.