Contribution à la Modélisation et Analyse Mathématique de la Transmission du Choléra avec Perspective de la Phagothérapie

Autor: NDONGMO TEYTSA, Hyacinthe
Přispěvatelé: NDONGMO, Hyacinthe, Université de Dschang, Université de Dschang (Cameroun), Berge Tsanou, Samuel Bowong Tsakou
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Mathematics [math]. Université de Dschang (Cameroun), 2021. English
Popis: A bacteriophage or phage is a virus that infects bacteria. This infection can either purifies a bacterial polluted environment as well as human small intestine or triggers virulent pathogenic bacterial disease outbreaks such as cholera. The aim of this dissertation is to study the impact of phages–bacteria infection on the transmission dynamics of cholera and assess on the use of phages to control the spread of disease and for therapeutic purpose.To this end, (i) we formulate a predator–prey model to describe and study the phages–bacteria interaction by taking into account both lytic and lysogenic life cycles of phages. A threshold called basic offspring number is computed. We derive using this ecological threshold conditions under which phages purify a bacterial polluted environment and the situations that phages trigger virulent pathogenic bacterial diseases outbreak. (ii) The coupled models of cholera dynamics and phages–bacteria interaction are used to study the influence of phages and bacteria on the spatiotemporal transmission of cholera. The epidemiological threshold called basic reproduction number which is actually the average number of secondary human infections by infectious vibrio cholerae in their entire lifespan is computed. It is shown through these models that whenever the phages–bacteria interaction is considered, the classical condition which consists to drop the basic reproduction number under unity even though necessary is not sufficient to eliminate cholera. We derive an ecological threshold needed for possible elimination of the disease. Our results predict that efforts should be made to drop both epidemiological and ecological thresholds under unity in order to stop the spread of cholera.For the control strategies that should be used to reduce the number of infected human population, we first propose the release of selected lytic/virulent phages into contaminated environment in order to infect and eliminate the population of vibrio cholerae. The second strategy is the ingestion of these selected phages to purify a polluted human small intestine. The latter is known as phage therapy. Using phages for therapeutic purpose has many potential applications in human medicine as well as veterinary science and agriculture.
Une phage est un virus qui infecte les bactéries. Cette infection peut d’une part purifier un environnement ou l’organisme d’un individu infecté de bactéries, et d’autre part déclencher la propagation des maladies bactériennes. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’impact de l’interaction phage–bactérie sur la transmission du choléra et investiguer sur les possibilités d’utiliser les phages pour un but thérapeutique.Pour ce faire, (i) nous formulons un modèle de proie–prédateur pour décrire et étudier l’interaction phage–bactérie prenant en compte les cycles lytique et lysogénique d’une phage. En utilisant le seuil écologique du modèle, nous déterminons les conditions sous lesquelles la présence des phages peut détruire la population des bactéries et les situations où elle déclenche les maladies bactériennes. Les modèles couplés de choléra et phage–bactérie sont utilisés pour étudier l’influence des phages et bactéries sur la transmission spatiotemporelle du choléra. Le taux de reproduction de base qui représente le nombre moyen d’infectés humains produits par les bactéries infectieuses au cours de leur vie est calculé. Nous montrons à travers ces modèles que lorsque l’infection phage–bactérie est prise en compte dans un modèle de transmission du choléra, la condition classique qui consiste à baisser le seuil épidémiologique en dessous de un n’est pas suffisante pour éradiquer la maladie. Nous déterminons le seuil écologique nécessaire pour l’éradication du choléra. En effet nos résultats prédisent que les efforts doivent être faits pour baisser les deux seuils écologique et épidémiologique en dessous de un.Pour réduire le nombre d’infectés humains de choléra, nous proposons deux moyens de contrôle. La première stratégie consiste à introduire les phages virulents sélectionnées pour infecter et détruire la population de vibrions cholériques dans l’environnement. La deuxième stratégie consiste à consommer ces phages sélectionnées pour éliminer les vibrions cholériques de l’organisme humain. Ce dernier moyen de contrôle est la phagothérapie. Utiliser les phages pour un but thérapeutique a plusieurs applications en médecine humaine, médecine vétérinaire et en agriculture.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: