Un modelo matemático no lineal para explorar las estrategias terapéuticas óptimas y costo-efectivas y la dinámica de propagación de infecciones virales dentro del hospedador

Este estudio presenta un modelo matemático no lineal para capturar las tasas constantes de tres medidas terapéuticas de medicamentos específicas para diferentes clases de células objetivo (a saber, terapia farmacológica para bloquear nuevas infecciones, terapia farmacológica para células activamente infectadas y terapia farmacológica que inhibe la producción viral) para la dinámica de infecciones virales dentro del hospedador con múltiples clases de células objetivo. Se calcula la cantidad umbral del número de reproducción de control del modelo. Se investigan los comportamientos asintóticos globales del modelo alrededor de los estados estacionarios en términos del número de reproducción de control. Además, el modelo se extiende a un problema de control óptimo considerando los tres parámetros constantes para las medidas terapéuticas de medicamentos como variables de control dependientes del tiempo. Se lleva a cabo un análisis cualitativo del modelo propuesto utilizando la teoría del control óptimo. Se buscan soluciones numéricas del sistema de optimalidad derivado para ilustrar las eficacias de diferentes estrategias de combinación que consisten en usar al menos cualquiera de los controles óptimos específicos de clase de las tres células objetivo para reducir la carga de la transmisión y propagación del virus dentro del hospedador a un costo mínimo. Se lleva a cabo un análisis costo-efectividad adicional para determinar la estrategia de intervención más económica y efectiva. El análisis de costos revela que el uso únicamente de la terapia farmacológica específica de la clase de células objetivo para bloquear nuevas infecciones es la estrategia de control más costo-efectiva.