Enfoque basado en programación dinámica para modelar la síntesis del repertorio inmune impulsado por antígenos
Autores: Bratus, Alexander S.; Bocharov, Gennady; Grebennikov, Dmitry
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Enfoque basado en programación dinámica para modelar la síntesis del repertorio inmune impulsado por antígenos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Enfoque
Modelado
Sistema inmune
Adaptación
Patógenos
Variabilidad genética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un enfoque novedoso para modelar el repertorio del sistema inmunológico y su adaptación en respuesta a la dinámica evolutiva de los patógenos asociados con su variabilidad genética. Se basa en la aplicación de un marco basado en programación dinámica para modelar la síntesis del repertorio inmunológico impulsado por antígenos. Los procesos de formación de nueva especificidad de receptor de linfocitos (el crecimiento de su afinidad durante la maduración) se describen mediante una ecuación diferencial ordinaria (ODE) con un lado derecho constante por tramos. La síntesis del control óptimo se basa en la solución de la ecuación de Hamilton-Jacobi-Bellman implementando el enfoque de programación dinámica para controlar procesos aleatorios gaussianos generados por una ecuación diferencial estocástica (SDE) con ruido en forma de proceso de Wiener. La descripción propuesta del repertorio clonal del sistema inmunológico nos permite introducir una característica integral de la completitud del repertorio inmunológico o la aptitud integrativa de todo el sistema inmunológico. El índice cuantitativo para caracterizar la aptitud del sistema inmunológico se deriva analíticamente utilizando la ecuación de Feynman-Kac-Kolmogorov.
Descripción
Este documento presenta un enfoque novedoso para modelar el repertorio del sistema inmunológico y su adaptación en respuesta a la dinámica evolutiva de los patógenos asociados con su variabilidad genética. Se basa en la aplicación de un marco basado en programación dinámica para modelar la síntesis del repertorio inmunológico impulsado por antígenos. Los procesos de formación de nueva especificidad de receptor de linfocitos (el crecimiento de su afinidad durante la maduración) se describen mediante una ecuación diferencial ordinaria (ODE) con un lado derecho constante por tramos. La síntesis del control óptimo se basa en la solución de la ecuación de Hamilton-Jacobi-Bellman implementando el enfoque de programación dinámica para controlar procesos aleatorios gaussianos generados por una ecuación diferencial estocástica (SDE) con ruido en forma de proceso de Wiener. La descripción propuesta del repertorio clonal del sistema inmunológico nos permite introducir una característica integral de la completitud del repertorio inmunológico o la aptitud integrativa de todo el sistema inmunológico. El índice cuantitativo para caracterizar la aptitud del sistema inmunológico se deriva analíticamente utilizando la ecuación de Feynman-Kac-Kolmogorov.