Avaliação do modelo matemático de dinâmica viral aplicado a infecção por hRSV em culturas de células A549

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dc.contributor.advisorOliveira, Juliana de
dc.contributor.authorFernandes, Maria Graziela da Silva
dc.contributor.bancaStröher, Gylles Ricardo
dc.contributor.bancaAlmeida Junior, Alexandre Mendes de
dc.coverage.extent95 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-06-22T13:58:28Z
dc.date.available2026-06-22T13:58:28Z
dc.date.issued2026-02-24
dc.description.abstractAs infecções virais representam um desafio significativo para a saúde global, com o vírus sincicial respiratório humano (hRSV) destacando-se como um dos principais agentes causadores de infecções respiratórias graves em crianças menores de 5 anos. Apesar dos avanços relativos a tratamentos e contramedidas eficientes contra o hRSV, a dinâmica intra-hospedeira do hRSV ainda e pouco explorada por modelos matemáticos, especialmente em culturas celulares in vitro. O presente trabalho propõe avaliar o modelo matemático da dinâmica viral baseado em Equações Diferenciais Ordinárias para descrever a infecção do hRSV em culturas de células A549, considerando três compartimentos principais: células não infectadas, células infectadas e partículas virais livres. O modelo foi ajustado utilizando dados experimentais obtidos em laboratório. Visando minimizar o erro entre os dados observados e as simulações do modelo, os parâmetros das equações foram estimados empregando-se uma abordagem hibrida, combinando o Algoritmo Genético (GA) para uma otimização global e o método de Programação Quadrática Sequencial (SQP) para uma otimização local. Os resultados demonstraram que o modelo básico da dinâmica viral foi capaz de capturar a dinâmica geral da infecção, com ajustes satisfatórios para os perfis de crescimento e declínio das populações celulares e virais
dc.description.abstractother1Viral infections represent a significant challenge to global health, with the human respiratory syncytial virus (hRSV) standing out as one of the main agents responsible for severe respiratory infections in children under five years of age. Despite advances in treatments and effective countermeasures against hRSV, its within-host dynamics remain insufficiently explored through mathematical modeling, particularly in in vitro cell culture systems. This work proposes to evaluate a mathematical model of viral dynamics based on Ordinary Differential Equations to describe hRSV infection in A549 cell cultures, considering three main compartments: uninfected cells, infected cells, and free viral particles. The model was fitted using experimental data obtained in laboratory assays. In order to minimize the discrepancy between observed data and model simulations, the parameters of the system were estimated using a hybrid approach, combining a Genetic Algorithm (GA) for global optimization and Sequential Quadratic Programming (SQP) for local refinement. The results demonstrated that the basic viral dynamics model was able to capture the overall behavior of the infection, providing satisfactory fits for the growth and decline profiles of both cellular and viral populations
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19290
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Matemática
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Matemática Aplicada e Computacional
dc.subjectAlgoritmo Genético (GA)
dc.subjectDinâmica Viral
dc.subjectModelagem Matemática
dc.subjectProgramação Quadrática Sequencial (SQP)
dc.subjectVírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV)
dc.subjectOtimização de Parâmetros
dc.subjectInfecções respiratórias
dc.subjectEquações diferenciais ordinárias
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Matemática
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra - Matemática
dc.subject.keywordsGenetic Algorithm (GA)
dc.subject.keywordsViral Dynamics
dc.subject.keywordsMathematical Modeling
dc.subject.keywordsSequential Quadratic Programming (SQP)
dc.subject.keywordsHuman Respiratory Syncytial Virus (hRSV)
dc.subject.keywordsParameter Optimization
dc.subject.keywordsRespiratory infections
dc.subject.keywordsOrdinary differential equations
dc.titleAvaliação do modelo matemático de dinâmica viral aplicado a infecção por hRSV em culturas de células A549
dc.title.alternativeEvaluation of a mathematical model of viral dynamics applied to hRSV infection in A549 cell cultures
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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02 - Mestrado - Matemática Aplicada e Computacional