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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-9724-6503
Tipo do documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso Embargado
Término do embargo: 2026-08-30
Título: Desenvolvimento de novas moléculas bioativas baseadas em componentes salivares, bioinformática e inteligência artificial: Estratégias de diagnóstico salivar e atividade antiviral para Mpox, Norovirus e o SARS-CoV-2
Título(s) alternativo(s): Development of New Bioactive Molecules Based on Salivary Components, Bioinformatics, and Artificial Intelligence: Salivary Diagnostics and Antiviral Activity Strategies Against Mpox, Norovirus, and SARS-CoV-2
Autor(es): Garcia Júnior, Marcelo Augusto
Primeiro orientador: Silva, Robinson Sabino
Primeiro coorientador: Bonnet, Nihal Altan
Primeiro membro da banca: Martins, Carlos Henrique Gomes
Segundo membro da banca: Buzalaf, Marília Afonso Rabelo
Terceiro membro da banca: Silva, Paulo Henrique Braz da
Quarto membro da banca: Lima, Rafael Rodrigues
Resumo: Esta tese destaca avanços significativos para detecção salivar dos vírus Mpox, Norovirus e o SARS-CoV-2 e o potencial desenvolvimento de inovadoras moléculas bioativas antivirais baseadas em dockings in silico de peptídeos salivares e inteligência artificial. Os objetivos específicos incluem analisar a replicação do Mpox, sua potencial transmissão oral e as perspectivas da aplicação de tecnologias ômicas no diagnóstico salivar de Mpox; desenvolver um dispositivo eletroquímico portátil, modificado com peptídeos salivares naturais e acoplado a algoritmos de inteligência artificial, para detecção sensível e específica de norovírus; criar e testar um dispositivo eletroquímico portátil com algoritmos de aprendizado de máquina e peptídeos gerados por inteligência artificial para a detecção de SARS-CoV-2; e explorar peptídeos salivares naturais e artificiais como agentes antivirais, avaliando sua capacidade de inibir a entrada e replicação do vírus nas células hospedeiras. Inicialmente, discutimos o potencial de usar saliva como ferramenta diagnóstica para a mpox, enfatizando sua presença em lesões da mucosa oral e fluidos corporais, e sugerindo a aplicação de tecnologias Ômicas para detecção não invasiva. Em um estudo focado no norovírus, utilizamos bioinformática e IA para selecionar peptídeos salivares (NVp1, NVp2, NVp3) que melhoraram a detecção eletroquímica do vírus com alta acurácia, sensibilidade e especificidade. Outro estudo direcionado ao SARS-CoV-2, onde peptídeos modelados por IA foram usados em um biossensor eletroquímico, alcançando 100% de sensibilidade, 80% de especificidade e 90% de acurácia para detecção salivar de COVID-19, validado por algoritmos de aprendizado de máquina. Além disso, exploramos peptídeos salivares para bloquear a interação da proteína Spike do SARS-CoV-2 com receptores ACE2, demonstrando significativa atividade antiviral e redução da replicação viral em variantes. Por fim, peptídeos gerados por IA, BIAI1, BIAI2 e BIAI3, mostraram alta eficácia antiviral contra variantes do SARS-CoV-2, reduzindo significativamente os títulos virais e a morte celular, indicando seu potencial para aplicações profiláticas, diagnósticas e terapêuticas. Coletivamente, esses estudos destacam a promessa de integrar bioinformática, IA e diagnósticos salivares para detecção viral rápida, precisa e não invasiva, bem como estratégias de intervenção.
Abstract: This thesis highlights significant advancements in salivary detection of Mpox, Norovirus, and SARS-CoV-2, as well as the potential development of innovative bioactive antiviral molecules based on in silico docking of salivary peptides and artificial intelligence. The specific objectives include analyzing Mpox replication, its potential oral transmission, and the prospects of applying omics technologies in the salivary diagnosis of Mpox; developing a portable electrochemical device, modified with natural salivary peptides and coupled with artificial intelligence algorithms, for sensitive and specific detection of norovirus; creating and testing a portable electrochemical device with machine learning algorithms and artificial intelligence-generated peptides for the detection of SARS-CoV-2; and exploring natural and artificial salivary peptides as antiviral agents, evaluating their ability to inhibit viral entry and replication in host cells. Initially, we discuss the potential of using saliva as a diagnostic tool for mpox, emphasizing its presence in oral mucosal lesions and body fluids, and suggesting the application of omics technologies for non-invasive detection. In a study focused on norovirus, we used bioinformatics and AI to select salivary peptides (NVp1, NVp2, NVp3) that improved the electrochemical detection of the virus with high precision, sensitivity, and specificity. Another study targeted SARS-CoV-2, where AI-modeled peptides were used in an electrochemical biosensor, achieving 100% sensitivity, 80% specificity, and 90% accuracy for salivary detection of COVID-19, validated by machine learning algorithms. Additionally, we explored salivary peptides to block the interaction of the SARS-CoV-2 Spike protein with ACE2 receptors, demonstrating significant antiviral activity and reduced viral replication in variants. Finally, AI-generated peptides, BIAI1, BIAI2, and BIAI3, showed high antiviral efficacy against SARS-CoV-2 variants, significantly reducing viral titers and cell death, indicating their potential for prophylactic, diagnostic, and therapeutic applications. Collectively, these studies highlight the promise of integrating bioinformatics, AI, and salivary diagnostics for rapid, accurate, and non-invasive viral detection, as well as intervention strategies.
Palavras-chave: Diagnóstico salivar
Salivary diagnosis
Inteligência artificial
Artificial intelligence
SARS-CoV-2
Norovírus
Norovirus
Mpox
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::ODONTOLOGIA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::BIOLOGIA E FISIOLOGIA DOS MICROORGANISMOS::VIROLOGIA
Assunto: Odontologia
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Odontologia
Referência: FARCIA JÚNIOR, Marcelo Augusto. Desenvolvimento de novas moléculas bioativas baseadas em componentes salivares, bioinformática e inteligência artificial: Estratégias de diagnóstico salivar e atividade antiviral para Mpox, Norovirus e o SARS-CoV-2. 2024. 182 f. Tese (Doutorado em Odontologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.639.
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.639
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43532
Data de defesa: 30-Ago-2024
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
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