Um modelo in-silico do sistema

imunológico humano: um caso de

estudo da autoimunidade

Projeto Final de Curso – Seminários II

Gustavo Alves Oliveira Silva Alcione de Paiva Oliveira (orientador)

Modelo

O modelo proposto neste trabalho visa simular uma parte do sistema imunológico

humano a fim de estudar o comportamento do mesmo perante doenças autoimunes.

Modelo em implementação no framework Flame.

Comparar os resultados obtidos nesta implementação com os resultados discutidos por

Possi na sua implementação no framework Repast Simphony.

Espaço

A implementação contém diversos

ambientes que representam as zonas do

sistema imunológico a serem simuladas;

A iteração entre os agentes ocorre

nessas zonas;

Cada zona é representada por um

espaço toroidal.

Zonas

Tecido

Zona central do modelo;

Onde as células do organismo tem seu primeiro contato com os patógenos;

Ambiente da infecção;

Zonas

Linfonodo

Representa tanto o linfonodo quanto o baço;

Zona onde, inicialmente, localizam-se os linfócitos e onde os antígenos lhe são

apresentados;

Principais agentes: linfócitos T helper, T citolíticos e B.

Zonas

Circulação

Representa a circulação linfática e sanguínea;

Tem como função representar a circulação de células entre o linfonodo e o tecido.

Principais agentes: os linfócitos T e B;

Zonas

Medula óssea

Onde ocorrem os mecanismos relacionados a tolerância dos linfócitos B;

Aqui os linfócitos B são gerados, com especificidades aleatórias e testados através dos

mecanismos de tolerância;

O linfócito B gerado só segue para o linfonodo após receber uma especificidade

aleatória que não reconheça com alta afinidade os antígenos do próprio corpo.

Zonas

Medula óssea

Tolerância central do

linfócito B

Adaptado de Possi, M. A. [2012]

Zonas

Timo

Similar a zona que representa a medula óssea;

Aqui ocorrem os mecanismos relacionados a tolerância dos linfócitos T;

Onde os linfócitos T (helper e citolítico) são gerados, com especificidades aleatórias e

testados através dos mecanismos de tolerância;

O linfócito T gerado só segue para o linfonodo após receber uma especificidade

aleatória que não reconheça com alta afinidade os antígenos do próprio corpo.

Zonas

Timo

Tolerância central do

linfócito T

Adaptado de Possi, M. A. [2012]

Agentes

Adaptado de Possi, M. A. [2012]

Agentes

Todos os agentes tem como propriedades comuns os atributos:

zone: especifica a zona em que o agente se encontra;

x,y: coordenadas do agente

ticks: representam do tempo do agente na simulação.

Agentes

Antígeno

Atributo self: representa o padrão molecular do agente.

Agentes

Anticorpo

São criados pelos agentes que representam os linfócitos B, quando ativados;

Atributo target: representa a especificidade do anticorpo.

Agentes

Vírus

Representa os patógenos infecciosos que estão atacando o organismo;

Atributo self: representa o seu padrão antigênico;

Atributo target: padrão molecular para o qual o vírus tem afinidade e tentará infectar.

Agentes

Natural killer

Tem como principal função eliminar os depósitos de infecção (células infectadas que

permitem reprodução do vírus);

Atua na zona Tecido.

Agentes

Linfócito T helper

Tem como principal função prover os estímulos necessários para a ativação dos agentes

que representam os linfócitos B e, posteriormente, os Macrófagos;

Gerado na zona Timo e testado para garantir que não seja auto-reativo;

Agentes

Linfócito T citolítico

Assim como as células Natural killer, também tem como principal função eliminar os

depósitos de infecção através da sua especificidade;

Agentes

Macrófagos

São atraídos para a zona Tecido quando ocorre uma infecção;

Agentes

Linfócito B

Gerados na zona Medula óssea e, posteriormente, migram para a zona Linfonodo;

São responsáveis por gerar os Anticorpos;

Difusão

Vnovo = E * (Vatual + D * ( Vvizinhos – Vatual)) onde:

E = constante de decaimento;

D = constante de difusão;

Vnovo = valor da concentração atualizado na posição atual;

Vatual = valor da concentração antigo na posição atual;

Vvizinhos = médio do valor da concentração antigo dos vizinhos na vizinhança de Moore de grau 1;

Dúvidas, sugestões?

Fim