A mathematical model of quorum quenching in biofilm colonies and its potential role as an adjuvant for antibiotic treatment
Notice bibliographique
Résumé
We extend a previously presented mesoscopic (i.e. colony scale) mathematical model of the reaction of bacterial biofilms to antibiotics. In that earlier model, exposure to antibiotics evokes two responses: inactivation as the antibiotics kill the bacteria, and inducing a quorum sensing based stress response mechanism upon exposure to small sublethal dosages. To this model we add now quorum quenching as an adjuvant to antibiotic therapy. Quorum quenchers are modeled like enzymes that degrade the quorum sensing signal concentration. The resulting model is a quasilinear system of seven reaction-diffusion equations for the dependent variables volume fractions of upregulated (protected), downregulated (unprotected) and inert (inactive) biomass [particulate substances], and for concentrations of a growth promoting nutrient, antibiotics, quorum sensing signal, and quorum quenchers [dissolved substances]. The biomass fractions are subject to two nonlinear diffusion effects: (i) degeneracy, as in the porous medium equation, where biomass vanishes, and (ii) a super-diffusion singularity where as it attains its theoretically possible maximum. We study this model in numerical simulations. Our simulations suggest that for maximum efficacy quorum quenchers should be applied early on before quorum sensing induction in the biofilm can take place, and that an antibiotic strategy that by itself might not be successful can be notably improved upon if paired with quorum quenchers as an adjuvant.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».