Modelagem computacional da resposta imune à vacina contra febre amarela

Abstract

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

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