Algoritmos e parâmetros imunológicos para predizer desfecho clínico da Covid-19

dc.creatorAlice Aparecida Lourenço
dc.date.accessioned2025-03-06T16:39:12Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:06:08Z
dc.date.available2025-03-06T16:39:12Z
dc.date.issued2024-11-27
dc.description.abstractThe COVID-19 pandemic has impacted the world in several areas, such as health, economy and education. Currently, the circulating variant of SARS-CoV-2 is the Omicron (and its subvariants) which, despite its high transmissibility, is not as virulent as the Alpha, Gamma, Zeta and Delta variants. Each of these variants differs in terms of infection, symptoms and treatment. That's why we stress the importance of studying them. In this study, we analyzed clinical data using conventional statistics and machine learning models; ellipsometric measurements and analysis using machine learning models on serum samples from COVID-19 patients. We evaluated the different immune mediator profiles in patients infected with the different Alpha, Gamma, Zeta, Delta and Omicron variants using serum and tracheal aspirate. Our results showed that the use of conventional statistics was unable to identify possible early biomarkers of severity, while machine learning provided us with five possible biomarkers. Using the ellipsometry technique and machine learning, we were able to classify patients infected or not with SARS-CoV-2, as well as classifying the clinical outcome. These results demonstrate how different techniques can help in the diagnosis and prognosis of COVID-19 patients. About soluble mediators, we analyzed their production in the pulmonary and systemic compartments in the different variants. Our results showed that the production of soluble mediators differs between compartments and between variants, especially between the Alpha, Delta and Omicron variants. High levels of CXCL-10, CXCL-8, IL-6, TNF and INF- were found in the serum of COVID-19 patients, and in tracheal aspirates we found high levels of IL-13. Each of the variants has its own peculiarities that distinguish them from each other, and the way they interact with the immune system is also different. We evaluated the IgM, IgA and IgG Anti-N, Anti-S1, Anti-RBD and Anti-S2 antibodies and observed a different antibody production profile between serum and tracheal aspirate, also distinguished between variants. With this, we reinforce the importance of understanding the evolution of the virus and its interaction with the host and, for this, we can resort to artificial intelligence, techniques such as ellipsometry and the evaluation of soluble mediators and antibodies.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/80533
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectMicrobiologia
dc.subjectBetacoronavirus
dc.subjectInfecções por Coronavirus
dc.subjectBiomarcadores
dc.subjectInteligência Artificial
dc.subjectMediadores da Inflamação
dc.subject.otherCOVID-19
dc.subject.otherBiomarcadores
dc.subject.otherElipsometria
dc.subject.otherAprendizado de máquina
dc.subject.otherMediadores solúveis
dc.subject.otherAnticorpos
dc.titleAlgoritmos e parâmetros imunológicos para predizer desfecho clínico da Covid-19
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Jordana Grazziela Alves Coelho dos Reis
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0775593522993297
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2932596394695792
local.description.resumoA pandemia de COVID-19 impactou o mundo em diversos âmbitos, como saúde, economia e educação. Atualmente, a variante circulante do SARS-CoV-2 é a Ômicron (e suas subvariantes) que, apesar da alta transmissibilidade, não é tão virulenta quanto as variantes Alfa, Gama, Zeta e Delta. Cada uma dessas variantes se difere no que se refere a infecção, sintomas e tratamento. Por isso, destacamos a importância de estudá-las. Neste trabalho, realizamos a análise de dados clínicos por meio de estatística convencional e modelos de aprendizado de máquina; medições elipsométricas e análise por meio de modelos de aprendizado de máquina em amostras de soro de pacientes com COVID-19. Avaliamos os diferentes perfis de mediadores imunológicos em pacientes infectados com as diferentes variantes Alfa, Gama, Zeta, Delta e Ômicron utilizando soro e aspirado traqueal. Nossos resultados demonstraram que o uso da estatística convencional não foi capaz de identificar possíveis biomarcadores de gravidade precocemente, enquanto o aprendizado de máquina nos forneceu cinco possíveis biomarcadores. Por meio da técnica de elipsometria e com aprendizado de máquina conseguimos classificar pacientes infectados ou não pelo SARS-CoV-2, além de classificar o desfecho clínico. Esses resultados demonstram como diferentes técnicas podem auxiliar no diagnóstico e prognóstico de pacientes com COVID-19. Em relação aos mediadores solúveis, analisamos sua produção nos compartimentos pulmonar e sistêmico nas diferentes variantes. Nossos resultados demonstraram que a produção dos mediadores solúveis se difere entre os compartimentos e entre as variantes, principalmente entre as variantes Alfa, Delta e Ômicron. Níveis elevados de CXCL-10, CXCL-8, IL-6, TNF e INF- foram encontrados no soro de pacientes com COVID-19, no aspirado traqueal encontramos níveis elevados de IL-13. Cada uma das variantes possui suas peculiaridades que as distingue uma da outra, a forma como elas interagem com o sistema imune também é diferente. Avaliamos os anticorpos IgM, IgA e IgG Anti-N, Anti-S1, Anti-RBD e Anti-S2 e observamos um perfil de produção de anticorpos diferente entre soro e aspirado traqueal, também se distinguem entre variantes. Com isso, reforçamos a importância de entender a respeito da evolução do vírus e sua interação com o hospedeiro e, para isso, podemos recorrer a inteligência artificial, a técnicas como a elipsometria e a avaliação de mediadores solúveis e anticorpos.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1387-2521
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Microbiologia

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