Modelado matemático de heterorresistencia en poblaciones bacterianas sometidas a estrés antimicrobiano

Abstract

[Resumen] El rápido avance de la resistencia bacteriana a los antimicrobianos continúa fomentando la investigación en torno al modelado matemático de los mecanismos que conducen a la emergencia, transmisión y selección de resistencia. El enfoque más extendido para explicar las dinámicas de una población tratada con antimicrobiano consiste en clasificar las bacterias en sensibles y resistentes. Sin embargo, en la realidad existen infinidad de grados de resistencia intermedios en la población, lo que se conoce como heterorresistencia. En este trabajo, se propone un modelo matemático para explicar las dinámicas de una población heterorresistente, introduciendo el grado de resistencia como una variable aleatoria indicadora de la efectividad del antimicrobiano sobre la población. Se analizan las capacidades del modelo y se establecen, además, su observabilidad e identificabilidad estructurales.

[Abstract] The rapid development of bacterial antimicrobial resistance still promotes the research on mathematical modelling of the mechanisms leading to the emergence, transmission and selection of resistance. The most common approach to explain the dynamics of an antimicrobial-treated population is to classify bacteria into sensitive and resistant. In reality, however, we can find infinite resistance degrees in the population, known as heteroresistance. In this paper, we propose a mathematical model to explain the dynamics of a heteroresistant population, introducing the resistance degree as a random variable indicating the effectiveness of the antimicrobial. We analyse the model’s capabilities and establish its structural observability and identifiability.