Position Paper. Simulações dos padrões do bacilo de Koch em 3 dimensões



Documentos relacionados
A LINGUAGEM DAS CÉLULAS DO SANGUE LEUCÓCITOS

Imunidade aos microorganismos

Bioinformática Aula 01

Algoritmos Genéticos

O DNA é formado por pedaços capazes de serem convertidos em algumas características. Esses pedaços são

Por outro lado, na avaliação citológica e tecidual, o câncer tem seis fases, conhecidas por fases biológicas do câncer, conforme se segue:

Projeto Genoma e Proteoma

Universidade Federal Rural de Pernambuco

Análise e Desenvolvimento de Sistemas ADS Programação Orientada a Obejeto POO 3º Semestre AULA 03 - INTRODUÇÃO À PROGRAMAÇÃO ORIENTADA A OBJETO (POO)

Processos Patológicos Gerais 3º ano/2012 Carga horária 144 horas

PLANO DE ESTUDOS DE CIÊNCIAS NATURAIS - 9.º ANO

PLANO DE ESTUDOS DE CIÊNCIAS NATURAIS 9.º ANO

Exercícios de Monera e Principais Bacterioses

Simulação Computacional de Sistemas, ou simplesmente Simulação

Seja Bem-Vindo(a)! Neste módulo vamos trabalhar os principais conceitos de Gestão, mais especificamente o item 2 do edital: Gestão de Pessoas

ESTUDO EXPERIMENTAL DOS EQUILÍBRIOS ENTRE FASES COM APLICAÇÃO COMPUTACIONAL PARA O ENSINO DE TERMODINÂMICA PARA ENGENHARIA

PESQUISA SOBRE O PERFIL DE ALUNOS NA UTILIZAÇÃO DE UM SITE DOCENTE DO ENSINO SUPERIOR

TABELA DE EQUIVALÊNCIA Curso de Odontologia

Modelagem e Simulação

Modelos de Sistema by Pearson Education. Ian Sommerville 2006 Engenharia de Software, 8ª. edição. Capítulo 8 Slide 1.

Patologia Geral. Tuberculose. Carlos Castilho de Barros Augusto Schneider.

Resumo. Leonel Fonseca Ivo. 17 de novembro de 2009

Capitão Tormenta e Paco em Estações do Ano

EXERCÍCIOS DE CIÊNCIAS (7 ANO)

Iniciação. Angiogênese. Metástase

Qualidade de Software

A importância hematofágica e parasitológica da saliva dos insetos hematófagos. Francinaldo S.Silva.

)HUUDPHQWDV &RPSXWDFLRQDLV SDUD 6LPXODomR

Complemento II Noções Introdutória em Redes Neurais

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - PRÓ-REITORIA PARA ASSUNTOS ACADÊMICOS CURRÍCULO DO CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO PERFIL

RESPOSTA IMUNE AOS MICRORGANISMOS. Prof. Aline Aguiar de Araujo

Aspectos Sociais de Informática. Simulação Industrial - SIND

PLANO DE ENSINO. CURSOS: Licenciatura em Computação, Licenciatura em Matemática, Licenciatura. MODALIDADE: Presencial

O USO DO SIMULADOR ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA BÁSICO PARA O ENSINO DE QUÍMICA

Perícia forense computacional aplicada a dispositivos de armazenamento e smartphones android

Administração de Sistemas de Informação Gerenciais

A BIOINFORMÁTICA COMO INSTRUMENTO DE INSERÇÃO DIGITAL E DE DIFUSÃO DA BIOTECNOLOGIA.

Universidade Federal de São Paulo Campus São José dos Campos LISTA DE DISCIPLINAS DA GRADUAÇÃO

AULA 1 ORGANIZAÇÃO CELULAR DOS SERES VIVOS

Efeitos dinâmicos do Vento em Edifícios Altos. Byl Farney Rodrigues da CUNHA JR¹; Frederico Martins Alves da SILVA²;

Área de Biologia Craniofacial e Biomateriais

Mycobacterium sp. Classe Actinomycetes. Família Mycobacteriaceae. Gêneros próximos: Nocardia, Rhodococcus e Corynebacterium

CEFET/RJ UnED Petrópolis. Introdução à Engenharia de Computação Prof. Felipe Henriques. Capítulo 1: Introdução

Modelagem e Simulação Material 02 Projeto de Simulação

Introdução Introdução

APLICAÇÃO DE MAPAS MENTAIS DURANTE O BRAINSTORM DE UM JOGO DIGITAL

INSTITUTO FLORENCE DE ENSINO COORDENAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM (TÍTULO DO PROJETO) Acadêmico: Orientador:

Considerando as informações básicas sobre as células e os tecidos envolvidos no processo de formação dos dentes, responda:

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO SUPERINTENDÊNCIA DE EDUCAÇÃO DIRETORIA DE TECNOLOGIA EDUCACIONAL PORTAL DIA A DIA EDUCAÇÃO Natel Marcos Ferreira

Atividade extra. Questão 1. Questão 2. Ciências da Natureza e suas Tecnologias Biologia. A diversidade biológica é o fruto da variação genética.

Pertinência da Ciência Precaucionária na identificação dos riscos associados aos produtos das novas tecnologias. Rubens Onofre Nodari 1

FUVEST /01/2002 Biologia

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

1 INTRODUÇÃO Internet Engineering Task Force (IETF) Mobile IP

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA E CIÊNCIAS EXPERIMENTAIS

Prova de Química e Biologia

CURSOS OFERECIDOS. seus objetivos e metas. E também seus elementos fundamentais de Administração, como: PLANEJAMENTO, ORGANIZAÇÃO E CONTROLE.

Resolução da Questão 1 Texto Definitivo

As bactérias operárias

6 Conclusões e Trabalhos futuros 6.1. Conclusões

EXAME DISCURSIVO 2ª fase

Automação de Bancada Pneumática

Universidade Federal do Paraná

TERAPIA GÊNICA. Brasília DF, Julho de 2010.

AULA 1. Informática Básica. Gustavo Leitão. Disciplina: Professor:

BC-0005 Bases Computacionais da Ciência. Modelagem e simulação

Figura 1-1. Entrada de ar tipo NACA. 1

Entendendo a herança genética (capítulo 5) Ana Paula Souto 2012

Pesquisa com Professores de Escolas e com Alunos da Graduação em Matemática

PIM. Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Projeto Integrado Multidisciplinar. 2º/1º Períodos 2010/2 UNIVERSIDADE PAULISTA CURSO

Prof. Dr. Reinaldo Gonçalves Nogueira Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação Diretor

Universidade Federal de Minas Gerais ICEx / DCC

Introdução ao Projeto de Aeronaves. Aula 36 Dimensionamento Estrutural por Análise Numérica

2 Trabalhos relacionados

Rota de Aprendizagem 2015/16 5.º Ano

Evolução da cooperação em populações modeladas por autômatos celulares com o uso de teoria de jogos

CONSTRUÇÃO DE JOGOS: FERRAMENTA ELETRÔNICA PARA ENSINO DA RESOLUÇÃO DO CUBO DE RUBIK

TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO - TIC 10º C. Planificação de. Curso Profissional de Técnico de Secretariado

Diagnóstico Molecular da Tuberculose. Profa Dra. Cristiane Cunha Frota

Infermun em parvovirose canina

Gerenciamento de Riscos Risco de Liquidez

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO DE JANEIRO

Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Biologia Computacional e Sistemas. Seleção de Mestrado 2012-B

UML 2. Guia Prático. Gilleanes T.A. Guedes. Novatec. Obra revisada e ampliada a partir do título Guia de Consulta Rápida UML 2

Exercícios de Citoplasma e organelas

Instituto de Educação Infantil e Juvenil Primavera, Londrina, Nome: Ano: Tempo Início: Término: Total: Edição 29 MMXIV O VÍRUS DO PÂNICO

Recomendada. A coleção apresenta eficiência e adequação. Ciências adequados a cada faixa etária, além de

SAY NO TO SCHISTOSOMA: PROJETO DO WORLD COMMUNITY GRID IBM COM A FACULDADE INFÓRIUM DE TECNOLOGIA E A FIOCRUZ-MG

Capítulo II Capítulo II

ESTUDANDO CONCEITOS DE GEOMETRIA PLANA ATRAVÉS DO SOFTWARE GEOGEBRA

Uma análise qualitativa RESUMO

Percepção do setor: O que está provocando as ações a respeito das mudanças climáticas nas maiores companhias do mundo?

CONSTRUÇÃO E DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARES EDUCACIONAIS PARA APLICAÇÃO NO ENSINO DE TERMOQUÍMICA E QUÍMICA ORGÂNICA.

Conexões entre matemática e biologia

Complexo principal de histocompatibilidade

Utilizando os Diagramas da UML (Linguagem Unificada de Modelagem) para desenvolver aplicação em JSF

Simulação Transiente

Introdução ao GED Simone de Abreu

Processos de Desenvolvimento de Software

Pontes de macarrão: um projeto escolar para além da ciência e da matemática

Transcrição:

Position Paper Simulações dos padrões do bacilo de Koch em 3 dimensões Luís César da Costa, Maíra Gatti, Paulo Rogerio Motta, Diego Bispo, Geisa Martins Faustino, Carlos J. P. Lucena Laboratório de Engenharia de Software (LES) Departamento de Informática PUC-Rio Setembro, 2008 1 Introdução Alguns estudos e modelos biológicos também foram abordados no período de vigência da bolsa, tais como o da Tuberculose. A tuberculose é uma doença que é causada pelo bacilo de Koch, uma bactéria aeróbica que infecta principalmente macrófagos alveolares. A resposta imune específica para os resultados é a formação de uma estrutura constituída por células imunes (T e células B, Macrófagos, etc) no local da infecção, chamada de granuloma, que controla a proliferação das bactérias nos pulmões por controlar a sua replicação. Apesar dos esforços realizados até agora para compreender a dinâmica de formação do granuloma, os mecanismos subjacentes seu crescimento e manutenção ainda são desconhecidos. Para a melhor compreensão da dinâmica da infecção por tuberculose, introduziu-se um Modelo matemático para descrever a formação e manutenção granuloma. O modelo leva em conta as principais células envolvidas na resposta imune ao o bacilo de Koch, bem como a influência da quimiocinas e citocinas

(sinalizadores) sobre o processo. O modelo reproduz qualitativa resultados experimentais verificados na infecção de camundongos. Apesar dos esforços feitos para entender a dinâmica de formação do granuloma, os mecanismos que levam ao seu crescimento e a sua manutenção ainda continuam na sua maior parte desconhecidos. O Modelo Real A tuberculose é uma doença infecciosa e contagiosa provocada pelo Mycobacterium tuberculosis (Mtb), bactéria descoberta em 1882 pelo alemão Robert Koch [5], também conhecida como bacilo de Koch. O bacilo de Kock é uma bactéria aeróbica, álcool-ácido resistentes e gram-positiva6. O termo myco vem do grego mykes, que significa fungo, e se deve ao fato de quando estas bactérias são cultivadas em meio líquido, apresentam aparência fungosa. No gênero Mycobacterium existem cerca de outras 30 bactérias, algumas bastante patogênicas como a micobactéria de tuberculose. Dentre elas podemos citar: Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis, Mycobacterium avium e a Mycobacterium marinum. A virulência de cada bactéria está associada aos componentes da sua parede celular que são denominados fatores de virulência. No caso do bacilo de Koch, um fator de virulência importante é o glicolipídeo lipoarabinomanana (LAM). O grau de virulˆencia da micobactéria de tuberculose em geral é inversamente proporcional a sua capacidade de estimular a produção de citocinas pró-inflamatórias na célula infectada.

Fig. 1. (a) Morfologia do bacilo de Koch (Mtb) por microscopia eletrônica, a barra corresponde a 1µm. (b) Micrografia eletrônica mostrando um macrófago alveolar infectado de um paciente de tuberculose. Existem vários vacúolos, cada um com muitos bacilos de Koch [5]. 2 Modelo 2D A modelagem animal e a utilizaçãao de animais geneticamente modificados, permitiu a realização de experimentos e descobertas importantes a respeito da patogênese e da resposta imunológica ao Mtb. Apesar destes avanços na modelagem animal, muitos experimentos ainda são de difícil execução e a modelagem animal enfrenta diversos tipos de problemas, sejam de natureza ética na utilização de animais ou relacionados a difícil realização de medidas experimentais. Hoje, com o acesso a computadores cada vez mais velozes e com a interação entre os vários ramos da ciência, a modelagem matemática e a simulação computacional assumem um papel importante no sentido de complementar a modelagem experimental e contornar problemas como os mencionados acima permitindo o uso de modelos in silico. As simulações computacionais são realizadas hoje para estudar fenômenos biológicos que vão desde a escala

molecular como é o caso do enovelamento de proteínas [5], até a escala macroscópica como no estudo de propagação de epidemias [5]. Fig. 2.1. Macrófago e Mtb no mesmo sítio da rede (a), se não conseguir eliminar a bactéria fagocitada o macrófago fica infectado (b). Fig. 2.2. Para a ativação do macrófago infectado é necessário a presença de uma célula TH1 na sua vizinhança mais uma certa quantidade de IFN-γ> θifn-γ.

3 Objetivos Com novas simulações e o estudo dos parâmetros do modelo 3D, esperamos encontrar as medidas de contenção e trazer resultados experimentais ainda mais dinâmico e que expliquem alguns comportamentos ainda sem explicação, que podem nos ajudar a entender e até tratar a doença de maneira mais efetiva. Usando o novo ambiente e a estrutura distribuída que o grupo vem desenvolvendo, para melhorar o tempo de resultado, já visando um novo modelo, mais complexo e completo, para visualizar cada uma das dinânmicas. 4 Referências 1. R. E. Huebner et al. BCG vaccination in the control of tuberculosis. Tuberc. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 215:263 282, 1996. 2. World Health Organization. Global tuberculosis control: surveillance, planning, financing. World Health Organization (WHO/HTM/TB/2006.362), Geneva, 2006. 3. Dov L. Boros. Granulomatous Infections and Inflammations: Cellular and Molecular Mechanisms. ASM Press, Washington, 2003. 4. Nikki M. Parrish, J. D. Dick, and W. R. Bishai. Mechanisms of latency in Mycobacterium tuberculosis. Trends in Microbiology, 6:107 112, 1998. 5. H. S. Silva. Tuberculose: estudo da formação de padrões na eliminação, contenção e disseminação do bacilo de Koch. PhD thesis, Departamento de Física Universidade Federal de Pernambuco, 2007. 6. J. Liu. Autonomous agents and multi-agent systems: explorations in learning, self- organization and adaptive computation. World Scientific, 2001. 7. Netlogo computational language. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. 8. Holly M. Scott Algood, John Chan, and JoAnne L. Flynn. Chemokines and tuberculosis. Cyt. Gr. Fact. Rev., 14:467 477, 2003.

9. Mercedes Gonzalez-Juarrero et al. Temporal and spatial arrangement of lymphocytes within lung granulomas induced by aerosol infection with Mycobacterium tuberculosis. Infection and Immunity, 69:1722 1728, 2001.