Molte malattie infettive sono modellate secondo il modello Suscettibile-Infettivo-Recuperato. In questo modello, quando un individuo suscettibile (qualcuno che non ha la malattia) incontra un individuo infetto (qualcuno che ha la malattia e può diffonderla), il suscettibile può diventare infettivo. Dopo qualche tempo l'infettivo può guarire (qualcuno che non ha la malattia e non può contrarre). Questo modello deve essere modificato in modo che la fase di infezione (quando suscettibile diventa infettiva) descriva l'accumulo di particelle virali fino a quando l'individuo non ha un genoma virale completo. Credito:Tokyo Tech
Né vivente né non vivente, i virus sono generalmente strani. Tra i virus, i virus multipartiti sono tra i più peculiari:il loro genoma non è impacchettato in molte particelle piuttosto che in una. I virus multipartiti infettano principalmente le piante piuttosto che gli animali. Un recente articolo di ricercatori del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) utilizza modelli matematici e computazionali per spiegare questa osservazione.
I genomi di virus multipartiti sono suddivisi in diverse particelle virali che, in linea di principio, propagarsi autonomamente. Il completamento del ciclo di replicazione richiede l'intero genoma, tale che un'infezione persistente di un ospite richiede la contemporanea presenza di tutti i tipi di particelle (vedi Fig. 1). L'origine dei virus multipartiti è un enigma evolutivo. Oltre al loro costoso stile di vita, la cosa più peculiare di loro è che quasi tutti i virus multipartiti conosciuti infettano piante o funghi, pochissime specie virali infettano gli animali.
Finora, la maggior parte della ricerca teorica si è concentrata sulla spiegazione della fattibilità di un genoma diviso in più particelle. Non sono stati spiegati i meccanismi che danno ai virus multipartiti un vantaggio che compensa il loro peculiare e costoso stile di vita. Questo articolo, pubblicato in Lettere di revisione fisica , fornisce una spiegazione teorica del motivo per cui i virus multipartiti infettano principalmente le piante.
Nello studio, Petter Holme della World Research Hub Initiative, Tokyo Tech e colleghi dalla Cina e dagli Stati Uniti hanno formulato un modello epidemiologico di rete minimo. Hanno utilizzato modelli matematici e simulazioni al computer per dimostrare che i virus multipartiti colonizzano popolazioni strutturate (che rappresentano i modelli di interazione tra le piante) con meno resistenza rispetto a una popolazione ben mista (che rappresenta i modelli di interazione tra gli animali). Questa è quindi una spiegazione del motivo per cui i virus multipartiti infettano le piante piuttosto che gli animali.
I ricercatori di Tokyo Tech continuano a studiare l'epidemiologia di diversi tipi di malattie infettive con metodi teorici. Al momento, sono interessati a scenari di diffusione della malattia più comuni come il modo in cui l'influenza si diffonde nelle città e come potrebbe essere mitigata.
