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Campo DCValorLengua/Idioma
dc.creatorCouto, Bruna Patricia-
dc.date.accessioned2024-07-19T13:31:38Z-
dc.date.available2024-07-19T13:31:38Z-
dc.date.issued2024-03-27-
dc.identifier.citationCOUTO, Bruna Patricia. Desenvolvimento de biossensor para controle de Salmonella Enteritidis baseado em espectroscopia e inteligência artificial associada ou não a biomarcadores ligantes. 2024. 120 f. Tese (Doutorado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.210pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41714-
dc.description.abstractSalmonella spp. is the main pathogen responsible for foodborne illnesses (FADs). Among the serotypes present in the S. enterica species, Salmonella Enteritidis (SE) is primarily associated with human diseases. SE control is mandatory in Brazil and many other countries, but its identification using microbiological tests followed by gold-standard serological and/or molecular tests is time-consuming and laborious for the food industry. His thesis consists of two chapters related to the development of a Fourier Transform Infrared Spectroscopy with Attenuated Total Reflectance (ATR-FTIR) biosensor for the detection of SE in pure colonies and/or bird carcasses, either associated or not with binding biomarkers. The first chapter describes the utilization of Phage Display technology for the selection of SE-binding phages and subsequent detection on the ATR-FTIR biosensor. Following the selection of the top two candidates via Phage-ELISA, the peptides were synthesized and designated as C1-2 and H1-2. These peptides, along with the control antibody (anti-HM), were immobilized on magnetic beads to detect SE in isolated colonies and chicken carcasses. We then utilized an ATR-FTIR biosensor for sample detection, aided by artificial intelligence (AI). The C1-2 peptide exhibited the most promising results, displaying high sensitivity (100%), specificity (91.67%), and an AUC (99.2%) in colonies isolated from SE. For carcass samples, the H1-2 peptide exhibited superior sensitivity (88.57%), specificity (75%), and AUC (76.5%) values compared to C1-2, indicating its potential for implementation in serial tests such as screening. In the second chapter, we combine ATR-FTIR supported by intelligence algorithms to detect SE in pure colony samples. Infrared (IR) spectra were recorded from five Salmonella serotypes [(SE, S. Gallinarum (SG), S. Typhimurium (ST), S. Heidelberg (SH), and S. Dublin (SD)] and the data was randomly split between training data (158 samples) and external validation data (118 samples) to build the Salmonella database. he algorithm models with the best predictive performance were Random Forest, Support Vector Machine (SVM), and Logistic Regression for test data (external validation). All models achieved a high accuracy value of 97.46%. Considering an attractive test to detect Salmonella as one that presents the best sensitivity, specificity, and area under the curve values, the Random Forest model (94.74%, 97.98%, and 99.7% respectively) and SVM (94.74%, 97.98%, and 99.6% respectively) were deemed by this study as the most effective in distinguishing SE from other Salmonella serovars. The dataset from this doctoral thesis suggests that the development of a rapid and sustainable biosensor, supported by artificial intelligence algorithms, along with the selection of molecules using Phage display technology integrated into immunoenzymatic tests, holds significant potential for Salmonella detection.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectPhage displaypt_BR
dc.subjectBeads magnéticaspt_BR
dc.subjectATR-FTIRpt_BR
dc.subjectDiagnósticopt_BR
dc.subjectSustentabilidadept_BR
dc.subjectSalmonella Enteritidispt_BR
dc.subjectImunologiapt_BR
dc.titleDesenvolvimento de biossensor para controle de Salmonella Enteritidis baseado em espectroscopia e inteligência artificial associada ou não a biomarcadores ligantespt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of biosensor for control of Salmonella Enteritidis based on spectroscopy and artificial intelligence associated or not with binding biomarkerspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Fonseca, Belchiolina Beatriz-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5813316486903447pt_BR
dc.contributor.advisor1Silva, Robinson Sabino-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1886483839073466pt_BR
dc.contributor.referee1Lucca, Érica Crosara Ladir de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8037531104881795pt_BR
dc.contributor.referee2Mendonça, Eliane Pereira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0719310055171305pt_BR
dc.contributor.referee3Bastos, Luciana Machado-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8534840777182237pt_BR
dc.contributor.referee4Knöbl, Terezinha-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2848262283092226pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5260510679317033pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoSalmonella spp. é o principal patógeno responsável pelas doenças transmitidas por alimentos (DTA). Dentre os sorotipos pertencentes à espécie S. enterica, Salmonella Enteritidis (SE) é o principal associado a doenças humanas. O controle de SE é obrigatório no Brasil e em muitos outros países, mas sua identificação utilizando testes microbiológicos, seguidos de testes sorológicos e/ou moleculares, considerados padrão ouro, é demorado e trabalhoso para a indústria alimentícia. Essa tese é composta por dois capítulos relativos ao desenvolvimento de um biossensor de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier com Refletância Total Atenuada (ATR-FTIR) para detecção de SE em colônias puras e/ou carcaças de aves, associados ou não a biomarcadores ligantes. O primeiro capítulo descreve o uso da tecnologia Phage Display para a seleção de fagos ligantes a SE e posterior detecção no biossensor ATR-FTIR. Após selecionar os dois melhores fagos por Phage-ELISA, os peptídeos foram construídos e denominados C1-2 e H1-2. Os peptídeos e anticorpo controle (anti-HM) foram imobilizados em beads magnéticas para identificar SE em colônias isoladas e em carcaças de frango. Em seguida, empregamos um biossensor ATR-FTIR para detecção nas amostras, com a ajuda da inteligência artificial (IA). O peptídeo C1-2 foi o que apresentou melhores resultados, demonstrando alta sensibilidade (100%), especificidade (91,67%) e área sob a curva (AUC) (99,2%) em colônias isoladas de SE. Para amostras de carcaça, peptídeo H1-2 apresentou melhores valores de sensibilidade (88,57%), especificidade (75%) e AUC (76,5%) em relação ao C1-2, demonstrando ser um bom potencial para ser utilizado em testes seriados como triagem. No segundo capítulo, combinamos o ATR-FTIR apoiada por algoritmos de inteligência para detectar Salmonella Enteritidis (SE) em amostras de colônias puras. Os espectros de infravermelho (IR) foram registrados a partir de cinco sorotipos de Salmonella [(SE, S. Gallinarum (SG), S. Typhimurium (ST), S. Heidelberg (SH) e S. Dublin (SD)] e os dados foram divididos aleatoriamente entre treinamento dados (158 amostras) e dados de validação externa (118 amostras) para construir o banco de dados de Salmonella . Os modelos de algoritmos treinados com melhor desempenho preditivo foram Rondon Forest, Support Vector Machine (SVM) e Regressão Logística para os dados de teste (validação externa). Todos os modelos alcançaram um alto valor de precisão de 97,46%. Considerando um bom teste diagnóstico como aquele que apresenta os melhores valores de sensibilidade, especificidade e área sob a curva, os modelos Random Forest (94,74%, 97,98% e 99,7% respectivamente) e SVM (94,74%, 97,98% e 99,6% respectivamente) foram considerados por este estudo como os melhores para distinguir SE de outros sorovares de Salmonella . O conjunto de dados desta tese de doutorado sugere que o desenvolvimento de um biossensor rápido e sustentável, apoiado por algoritmos de inteligência artificial, juntamente com a seleção de moléculas utilizando a tecnologia Phage display integrada em testes imunoenzimáticos, tem um potencial significativo para o diagnóstico de Salmonella.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadaspt_BR
dc.sizeorduration120pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIApt_BR
dc.embargo.termsIII- resultados de pesquisa cujo conteúdo seja passível de ser patenteado ou publicado em livros e capítulospt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.210pt_BR
dc.orcid.putcode163985642-
dc.crossref.doibatchidc973a458-5999-410c-877e-e97f567782e1-
dc.subject.autorizadoImunologiapt_BR
dc.subject.autorizadoInteligência artificial - Aplicações médicaspt_BR
dc.subject.autorizadoInfecção cruzadapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.pt_BR
Aparece en las colecciones:TESE - Imunologia e Parasitologia Aplicadas

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