Mathematical Modeling of the Quorum Sensing in Vibrio harveyi / Modelado Matemático de la Detección de Quórum en Vibrio harveyi

ABSTRACT

Abstract One of the most used bacteria in the Quorum Sensing (QS) experimental works is the Vibrio harveyi, which is used as reporter bacteria to detect the Autoinducers-2 (AI-2) activity of other bacteria. Nevertheless, the description of its QS mechanism by the mathematical modeling is an approach still unexploited. For biological systems, it is necessary to consider the high variability of the experimental data, thus identifiability and parametric reliability analyses must be performed before a model could be used. The following work describes a methodology for parameter fitting and parametric identifiability analysis in a model that describes the dynamics of AI-2 in V. harveyi bacteria. Identifiability analyses showed that all parameters are identifiable, but parametric dependency analyses showed two linearly dependent parameters. According to our results, the model is adequate to describe the AI-2 dynamics in V. harveyi.

RESUMEN

Resumen Una de las bacterias más utilizadas en los trabajos experimentales de detección de quorum (QS) es la Vibrio harveyi, que se utiliza como bacteria reportera para detectar la actividad de Autoinductores-2 (AI-2) de otras bacterias. Sin embargo, la descripción de su mecanismo de QS por medio del modelado matemático es un enfoque aún no explotado. En el caso de los sistemas biológicos, es necesario considerar la alta variabilidad de los datos experimentales, por lo que deben realizarse análisis de identificabilidad y fiabilidad paramétrica antes de que un modelo pueda ser usado. El siguiente trabajo describe una metodología para el ajuste de parámetros y el análisis de la identificabilidad paramétrica en un modelo que describe la dinámica de la AI-2 en las bacterias V. harveyi. Los análisis de identificabilidad mostraron que todos los parámetros son identificables, pero los análisis de dependencia paramétrica mostraron dos parámetros linealmente dependientes. De acuerdo con los resultados, el modelo es adecuado para describir la dinámica AI-2 en V. harveyi.