Modelado matemático de adquisición de resistencia bacteriana vía plasmídica de una población de Salmonella entérica sensible en presencia de Escherichia coli resistente

• María A. Mármol-Martínez ^[1] ; Deisy L. Guerrero-Ceballos ^[1] ; Edith M. Burbano-Rosero ^[1] ; Eduardo Ibargüen-Mondragón ^[1]
  1. [1] Universidad de Nariño

     Universidad de Nariño

     Colombia

     
• Localización: Información tecnológica, ISSN-e 0718-0764, ISSN 0716-8756, Vol. 32, Nº. 5 (Octubre), 2021, págs. 91-100
• Idioma: español
• DOI: 10.4067/s0718-07642021000500091
• Títulos paralelos:
  • Mathematical modeling of plasmid bacterial resistance acquisition by sensitive Salmonella enteric in the presence of resistant Escherichia coli
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• Resumen
  • español

    El presente estudio tiene como objetivo modelar el proceso detransformación vía plásmidos de una población de Salmonella entérica sensible confrontada con Escherichia coli resistente en presencia de antibióticos. Para validar el modelo matemático se utilizaron datos experimentales obtenidos de cultivos realizados in vitro. Se formularon dos modelos matemáticos: 1) previo y 2) posterior a la transformación vía plasmídica. Los parámetros se estimaron usando el método de algoritmo genético. Se realizaron simulaciones numéricas ajustadas a los datos para predecir la dinámica poblacional entre las dos cepas bacterianas. Los resultados obtenidos a partir del modelado matemático revelan que la tasa de transformación vía plasmídica juega un papel fundamental en la resistencia antibiótica mediada por plásmidos. Se concluye que el método de estimación de parámetros permitió aproximar las tasas de crecimiento poblacional, las tasas de eliminación por efecto del antibiótico y las tasas de degradación de sustratos, lo cual contribuye en el entendimiento de la resistencia mediada por plásmidos.

  • English

    This research study aims to model the transformation process via plasmids of a population of antibiotic sensitive Salmonella enteric and antibiotic resistant Escherichia coli. The mathematical model is validated with experimental data obtained in vitro. Two mathematical models are formulated: 1) before and 2) after transformation via plasmids. The parameters for the model were estimated by using the genetic algorithm method. This allowed performing numerical simulations adjusted to the data to predict population dynamics for the two bacterial strains. The results obtained with the mathematical models revealed that plasmid transformation rate played a fundamental role in plasmid-mediated antibiotic resistance. It is concluded that the method used for parameter estimations allowed to accurately approximate population growth rates, elimination rates caused by antibiotics, and substrate degradation rates, which contributed to improving the understanding of plasmid-mediated antibiotic resistance.