The pathogen Pseudomonas aeruginosa is commonly treated with beta-lactam antibiotics. However, the bacterium’s antibiotic resistance is a severe problem in which a morphological conversion plays an important role. The cells have the ability to rapidly convert from rods into spherically shaped cells, which are highly tolerant of antibiotic stress. In this thesis we set up, analyse, and compare different mathematical models for these biological findings. The first model does not include any specific biological assumptions about the conversion process. The second approach is based on the concept of quorum sensing and presumes that the cell-cell communication regulates the bacteria’s response to antibiotics. To complete the thesis we present several modifications of the basic models and compare them.     «

The pathogen Pseudomonas aeruginosa is commonly treated with beta-lactam antibiotics. However, the bacterium’s antibiotic resistance is a severe problem in which a morphological conversion plays an important role. The cells have the ability to rapidly convert from rods into spherically shaped cells, which are highly tolerant of antibiotic stress. In this thesis we set up, analyse, and compare different mathematical models for these biological findings. The first model does not include any specif...     »

Der Erreger Pseudomonas aeruginosa wird für gewöhnlich mit Beta-Lactam-Antibiotika behandelt. Die Antibiotikaresistenz des Bakteriums ist jedoch ein ernstes Problem, bei dem eine morphologische Umwandlung eine wichtige Rolle spielt. Die Zellen haben die Fähigkeit, sich innerhalb kurzer Zeit von Stäbchen in kugelförmige Zellen umzuwandeln, die gegenüber antibiotischem Stress sehr resistent sind. In dieser Arbeit formulieren, analysieren und vergleichen wir verschiedene mathematische Modelle für diese biologischen Beobachtungen. Das erste Modell beinhaltet keine spezifischen biologischen Annahmen über den Umwandlungsprozess. Der zweite Ansatz basiert auf dem Konzept des Quorum Sensing und nimmt an, dass die Reaktion der Bakterien auf Antibiotika durch interzelluläre Kommunikation reguliert wird. Abschließend stellen wir einige Modifikationen der Grundmodelle vor und vergleichen sie.     «

Der Erreger Pseudomonas aeruginosa wird für gewöhnlich mit Beta-Lactam-Antibiotika behandelt. Die Antibiotikaresistenz des Bakteriums ist jedoch ein ernstes Problem, bei dem eine morphologische Umwandlung eine wichtige Rolle spielt. Die Zellen haben die Fähigkeit, sich innerhalb kurzer Zeit von Stäbchen in kugelförmige Zellen umzuwandeln, die gegenüber antibiotischem Stress sehr resistent sind. In dieser Arbeit formulieren, analysieren und vergleichen wir verschiedene mathematische Modelle für d...     »