Tese
Modelagem computacional da resposta imune à vacina contra febre amarela
Autor
Bonin, Carla Rezende Barbosa
Institución
Resumen
An effective yellow fever vaccine has been available since 1937. Nevertheless, questions
regarding its use remain poorly understood, such as the ideal dose to confer immunity
against the disease, the need for booster dose, the optimal immunization schedule for
immunocompetent, immunosuppressed, and children, among other issues. The objective
of this work is to demonstrate that computational tools can be used to simulate different
scenarios regarding yellow fever vaccination and the immune response of the individuals
to this vaccine, thus assisting the response of some of these open questions. In this
context, this work presents a computational model of the human immune response
to vaccination against yellow fever. The model takes into account important cells
and molecules of the human immune system such as antigen presenting cells, B and
T lymphocytes, memory cells and antibodies. The model was able to replicate the
levels of antibodies obtained experimentally in different vaccination scenarios, allowing
a quantitative validation with experimental data. In addition, some behaviors of the
immune response described in the literature were reproduced qualitatively. The immune
responses of primovacinated, revaccinated adult individuals with autoimmune diseases
under immunomodulatory therapy were simulated. In addition, the behavior observed
in the primary vaccination of children and the levels of antibodies produced by the
administration of smaller doses of vaccines were reproduced, compared to those obtained
by the reference dose. Desde 1937 está disponível uma vacina eficaz contra febre amarela. Ainda assim, questões
relativas a seu uso permanecem pouco entendidas, como, por exemplo, a dose ideal capaz
de conferir imunidade contra a doença, a necessidade de dose reforço, o esquema ideal
de vacinação para indivíduos imunocompetentes, imunossuprimidos, e crianças, dentre
outras questões. O objetivo deste trabalho é demonstrar que ferramentas computacionais
podem ser utilizadas para simular diferentes cenários referentes à vacinação contra a
febre amarela e à resposta imune dos indivíduos a esta vacina, auxiliando assim na
busca pelas respostas de algumas destas questões em aberto. Neste contexto, este
trabalho apresenta um modelo computacional da resposta imune humana à vacinação
contra a febre amarela. O modelo leva em conta importantes células e moléculas do
sistema imune humano como células apresentadoras de antígeno, linfócitos B e T, células
de memória e anticorpos. O modelo foi capaz de reproduzir os níveis de anticorpos
obtidos experimentalmente em diferentes cenários relativos à vacinação, permitindo uma
validação quantitativa com dados experimentais. Adicionalmente foram reproduzidos
qualitativamente alguns comportamentos da resposta imune descritos na literatura.
Foram simuladas as respostas imunes de indivíduos adultos primovacinados, revacinados
e portadores de doenças autoimunes sob uso de terapia imunomoduladora. Além disso,
reproduziu-se o comportamento observado na primovacinação de crianças e os níveis de
anticorpos produzidos pela administração de doses menores de vacinas, comparados aos
obtidos pela dose referência.