00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: Modelagem analítico-estocástica de doenças priônicas
Autor(es): Ferreira, Arlan da Silva
Primeiro Orientador: Cressoni, José Carlos
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Marco Antônio Alves da
metadata.dc.contributor.referee2: Mohan, Madras Viswanathan Gandhi
Resumo: Neste trabalho foram estudadas várias características das chamadas doenças priônicas, uma patogenia causada por moléculas de proteínas denominadas Prions. Os Prions podem existir em duas conformações moleculares diferentes. A primeira, denominada PrPC, é normalmente encontrada no organismo dos mamíferos, enquanto que a segunda, muito rara, denominada PrPSc, é o agente patogênico responsável pelo desencadeamento da doença. A forma de replicação do agente patogênico se dá pela transformação estrutural da primeira para a segunda forma, que opera sobre a primeira forma como um molde, induzindo a transformação. Para estudar esse problema, primeiramente é utilizado um modelo analítico simples que reproduz, qualitativamente, os resultados observados para o tempo de sobrevida de hamsters infectados com o agente causador da doença. A seguir, a partir da equação de Michaelis-Menten, foi desenvolvido um novo modelo analítico que permitiu relacionar a taxa da reação a duas constantes bastante conhecidas, com valores catalogados para reações bioquímicas. Com esse novo modelo foi então possível estimar o valor médio da taxa da reação associada às reações priônicas para hamsters, cujo resultado recaiu dentro do intervalo conhecido para reações enzimáticas. Foram também empregadas simulações computacionais desenvolvidas em um Automata Celular descrito em uma rede quadrada. Neste caso foi levada em consideração a tendência de formação de agregados da forma patogênica, um modelo de difícil implementação analítica. Os resultados dessas simulações para a distribuição de freqüência do tempo de incubação produziram um excelente ajuste quando comparados com as observações experimentais correspondentes para a forma bovina da doença (BSE), mostrando que o modelo computacional é apropriado para descrever a epidemiologia das reações priônicas. Uma análise mais cuidadosa mostrou que os resultados numéricos para a distribuição de frequências se ajustam muito bem a uma distribuição do tipo log-normal. Essa observação permitiu desenvolver um modelo estocástico, com solução analítica, que levou a uma forma funcional para a distribuição do tempo de incubação para a BSE. A curva analítica resultante forneceu uma excelente concordância com dados experimentais, utilizando um único parâmetro de ajuste.
Abstract: In this work one studies several characteristics of the so called prionic diseases, a pathogeny caused by protein molecules, known as Prions. Prions can exist in two different molecular conformations. The first of these, known as PrPC, is normally found in mammals, whilst the second, known as PrPSc, is the rare pathogenic form, responsible for the development of the disease. The replication of the pathogen is carried out through a structural transformation from the first to the second form, which acts as a template inducing the transformation. In order to study this problem, one first employs a simple analytical model capable of reproducing, qualitatively, the results observed for the survival time of hamsters inoculated with the infectious agent. Making use of the Michaelis-Menten equation, a new analytical model is then developed, which provides a connection between the model rate constant with the rate constants widely known from biochemical reactions. With this new model it was then possible to estimate the average value of the model rate constant for hamsters, which was found to be within the numerical interval known for enzymatic reactions. Computing simulations were then developed as an Automata Cellular in a square lattice. In this case one also took into consideration the tendency of aggregation of the pathogenic form, which would be of a very difficult analytical implemention. The simulation results for the distribution of the frequency of the incubation time produced na excellent fitting with the observed data for the bovine form of the disease (BSE), showing that the computational model is appropriate for describing the epidemiology of the prionic reactions. This fact led to the development of a stochastic model, with analytical solution, which provided a functional form for the BSE incubation time distribution. The analytical curve obtained with such a model, produced an excellent fitting to the observed data, with the use of one single fitting parameter.
Palavras-chave: Doenças priônicas
Modelos computacionais
Prions
Física
Prion diseases
Computational models
Prions
Physic
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: FERREIRA, Arlan da Silva. Modelagem analítico-estocástica de doenças priônicas. 2019. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2005.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4765
Data do documento: 5-ago-2005
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