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dc.creatorVega, Marco Fidel Guevara-
dc.date.accessioned2023-12-01T20:04:08Z-
dc.date.available2023-12-01T20:04:08Z-
dc.date.issued2023-11-28-
dc.identifier.citationVEGA, Marco Fidel Guevara. Desenvolvimento de uma plataforma biofotônica acoplada em algoritmos de inteligência artificial para detecção salivar do vírus chikungunya. 2023. 90 f. Tese (Doutorado em Imunologia e Parasitologia Aplicada) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.597.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39605-
dc.description.abstractChikungunya virus (CHIKV) is in the Alphavirus genus of the Togaviridae family. It is an arbovirus whose etiological agent is transmitted through the bite of infected females of the Aedes genus, such as Aedes aegypti and Aedes albopictus. The first documented outbreak of CHIKV occurred in Tanzania between 1952 and 1953, causing a febrile illness accompanied by joint pain. In 2013, CHIKV was introduced to the American continent, triggering a significant epidemic in several Central American countries and the Caribbean islands. In Brazil, the circulation of the virus was first identified in the states of Amapá and Bahia in 2014. Currently, all states in the country report the transmission of this arbovirus. In addition to fluids traditionally used for diagnosis in humans, such as serum and plasma, the presence of CHIKV in other body fluids, including genital secretions, has already been proven. In this sense, saliva emerges as a promising biofluid rich in biological markers, allowing approaches that range from changes in biochemical products to DNA, RNA, and proteins. However, research related to the diagnosis of CHIKV in saliva is still limited. This thesis consists of two chapters that focus on the development of a platform based on ATR FTIR technology, associated with machine learning algorithms, to detect infection caused by CHIKV in saliva samples. In the first chapter, the study aimed to identify specific salivary infrared profile signatures to detect CHIKV infection in a murine animal model, which is suitable for discriminating this emerging disease using multivariate analysis and machine learning algorithms. Thus, interferon-gamma gene knockout C57/BL6 mice were inoculated intradermally with CHIKV (20 µl, 1 x 105 PFU/ml, n=6) or vehicle (20 µl, n=7). Saliva and serum samples were collected on day 3 (due to peak viremia). CHIKV infection was confirmed by real-time PCR in serum from CHIKV-infected mice. The best predictive analysis was using the support vector machine (SVM) algorithm, which presented an accuracy of 85%, sensitivity of 83% and specificity of 86%. In the second chapter, the study aimed to investigate the accuracy of ATR-FTIR to detect CHIKV diluted in different concentrations in human saliva. Therefore, algorithm models were applied to differentiate 6 concentrations of CHIKV in saliva compared to uninfected saliva. Here, the AdaBoost algorithm model showed an accuracy of 83% (sensitivity: 83%, specificity: 83%) for the highest concentration of 4X104 PFU/mL For the second concentration 4X103 PFU/mL, the accuracy was 75% (sensitivity: 66%, specificity: 83%), this concentration being similar to that already reported in a diagnostic study of the virus in saliva. Our results demonstrated that this sustainable biophotonic platform using infrared spectra of saliva, coupled with artificial intelligence algorithms, could detect CHIKV infection in saliva samples.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectATR-FTIRpt_BR
dc.subjectAlgoritmos de aprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectVírus Chikungunyapt_BR
dc.subjectDiagnóstico salivarpt_BR
dc.subjectChikungunya viruspt_BR
dc.subjectSalivary diagnosispt_BR
dc.subjectMachine learning algorithmspt_BR
dc.titleDesenvolvimento de uma plataforma biofotônica acoplada em algoritmos de inteligência artificial para detecção salivar do vírus chikungunyapt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of a biophonic platform coupled in artificial intelligence algorithms for salivary detection of chikungunya viruspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Silva, Robinson Sabino-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1886483839073466pt_BR
dc.contributor.referee1Fernandes, Elizabeth Soares-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9631573633970523pt_BR
dc.contributor.referee2Aguiar, Emília Maria Gomes-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0969873831835622pt_BR
dc.contributor.referee3Monte Neto, Rubens Lima do-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2817016666672297pt_BR
dc.contributor.referee4Santos, Fabiana de Almeida Araújo-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5310196853446603pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8742381729938603pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoO vírus Chikungunya (CHIKV) faz parte do gênero Alphavirus, pertencente à família Togaviridae. É uma arbovirose cujo agente etiológico é transmitido através da picada de fêmeas infectadas do gênero Aedes, como o Aedes aegypti e o Aedes albopictus. O primeiro surto documentado do CHIKV ocorreu na Tanzânia entre 1952 e 1953, causando uma doença febril acompanhada de dores articulares. Em 2013, o CHIKV foi introduzido no continente americano, desencadeando uma epidemia significativa em vários países da América Central e nas ilhas do Caribe. No Brasil, a circulação do vírus foi identificada pela primeira vez nos estados do Amapá e Bahia em 2014. Atualmente, todos os estados do país relatam a transmissão desse arbovírus. Além dos fluídos tradicionalmente utilizados para diagnóstico em humanos, como soro e plasma, já foi comprovada a presença do CHIKV em outros fluídos corporais, incluindo secreções genitais. Neste sentido, a saliva emerge como um biofluido promissor que permite auto-coleta não-invasiva e rico em potenciais biomarcadores de doenças, permitindo abordagens de detecção que abrangem desde alterações em proteínas, lipídeos, DNA, RNA, carbohidratos, metabólitos e eletrólitos. No entanto, as pesquisas relacionadas ao diagnóstico do CHIKV na saliva ainda são limitadas. Esta tese é composta por dois capítulos que se concentram ao desenvolvimento de uma plataforma baseada na tecnologia ATR-FTIR associada a algoritmos de aprendizado de máquina, para detectar a infecção causada pelo CHIKV em amostras de saliva. No primeiro capítulo o estudo teve como objetivo identificar assinaturas específicas do perfil infravermelho salivar para detectar a infecção por CHIKV em um modelo animal murino para detecção destaa doença emergente usando análise multivariada e algoritmos de aprendizado de máquina. Para isto, camundongos C57/BL6 knockout do gene interferon-gama foram inoculados intradermicamente com CHIKV (20 µl, 1 x 105 PFU/ml, n=6) ou veículo (20 µl, n=7). Amostras de saliva e soro foram coletadas no dia 3 (devido ao pico da viremia). A infecção pelo CHIKV foi confirmada por PCR em tempo real no soro de camundongos infectados pelo CHIKV. A melhor análise preditiva foi utilizando o algoritmo Support Vector Machine (SVM) que apresentou acurácia de 85%, sensibilidade de 83% e especificidade de 86%. No segundo capítulo, o estudo teve como objetivo investigar a acurácia da ATR-FTIR para detectar CHIKV diluído em diferentes concentrações na saliva humana. Por tanto, os modelos de algoritmos foram aplicados para diferenciar 6 concentrações de CHIKV na saliva em comparação com saliva não infectada. Neste trabalho, o modelo de algoritmo AdaBoost apresentou uma acurácia de 83% (sensibilidade: 83%, especificidade: 83%) para a maior concentração 4X104 PFU/mL. Para a segunda concentração 4X103 PFU/mL, a acurácia foi de 75% (sensibilidade: 66%, especificidade: 83%), sendo esta concentração é similar a detecção clínica no diagnóstico do CHIKV na saliva. Nossos resultados demonstraram que essa plataforma biofotônica sustentável utilizando espectros infravermelho da saliva, acoplado com algoritmos de inteligência artificial, apresenta grande potencial para detectar a infecção do CHIKV em amostras de saliva.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadaspt_BR
dc.sizeorduration90pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIApt_BR
dc.embargo.termsA solicitação de embargo se faz necessária, uma vez que os dados apresentados em ambos os artigos que compõem a tese estão em processo de proteção intelectual (registro de patente). Além disso, ainda serão submetidos para publicação, e dentre os critérios para submissão, ressalta-se a necessidade de não publicação prévia dos dados.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.597pt_BR
dc.orcid.putcode147925417-
dc.crossref.doibatchid22c2c65d-02b4-4579-9e8b-fb2a6c04a69e-
dc.subject.autorizadoImunologiapt_BR
dc.subject.autorizadoChikungunyapt_BR
dc.subject.autorizadoCélulas - Mecanismos de controlept_BR
dc.subject.autorizadoTecidos (Anatomia e fisiologia) - Cultura e meios de culturapt_BR
dc.subject.autorizadoPartículaspt_BR
dc.subject.autorizadoSaliva - Microbiologiapt_BR
dc.description.embargo2025-11-30-
dc.subject.odsODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Imunologia e Parasitologia Aplicadas

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