Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8099
Tipo: Dissertação
Título: Diagnóstico de Leishmaniose Cutânea usando Espectroscopia FTIR e Aprendizagem de Máquina: um estudo em modelo animal
Autor(es): GABRIELA CAMARGO PACHER
Primeiro orientador: Carla Cardozo Pinto de Arruda
Resumo: A leishmaniose cutânea (LC) é uma doença polimórfica e espectral da pele, causada por protozoários parasitas do gênero Leishmania. O diagnóstico da LC é complexo, pois os métodos usuais são pouco sensíveis, morosos e onerosos. A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), com algoritmos de aprendizado de máquina (ML), tem sido explorada como uma alternativa para obter resultados rápidos e precisos para o diagnóstico de doenças. Além da boa precisão exibida em muitos estudos, as diferenças espectrais entre os grupos infectados e não infectados são sutis para serem notadas. Uma vez que a heterogeneidade do conjunto de amostras (sexo, idade, dieta, etc) geralmente carrega grande variação de dados e dificulta uma compreensão mais detalhada das características espectrais e respostas imunes, neste estudo, exploramos esta metodologia inovadora para diagnóstico de LC em um estudo de modelo animal. Para isso, soro sanguíneo, lesões cutâneas e amostras dos linfonodos poplíteos drenantes foram obtidos de camundongos BALB/C infectados experimentalmente com Leishmania (Leishmania) amazonensis. Algoritmos FTIR e ML apresentaram precisão razoavelmente boa, podendo diferenciar entre amostras infectadas (grupo LC) e não infectadas (grupo controle). A melhor precisão geral (88,9%) foi obtida usando a Análise de Componentes Principais (PCA) e a Máquina de Vetor de Suporte (SVM) na faixa de 4000-700 cm-1 para amostras de soro sanguíneo. A acurácia obtida para lesões cutâneas e amostras de linfonodos poplíteos foi em torno de 77,8%. Os resultados sugerem que um bom desempenho dos modelos de predição está mais associado à análise dos dados do que diferenças na composição molecular das amostras,
Abstract: Cutaneous Leishmaniasis (CL) is a polymorphic and spectral skin disease caused by Leishmania spp protozoan parasites. CL diagnosis is difficult, as usual methods are time consuming, expensive, and not very sensitive. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) with machine learning (ML) algorithms has been explored as an alternative to achieve fast and accurate results for many disease diagnoses. Besides the good accuracy exhibited in many studies, the spectral differences between infected and non-infected groups are too subtle to be noticed. Since the sample set inhomogeneity (sex, age, diet, etc) usually carries great data variance and hinders a more detailed understanding of the spectral characteristics and immune responses, in this study, we explore this innovative methodology for CL diagnosis in an animal model study. Blood serum, skin lesions, and draining popliteal lymph node samples were obtained from BALB/C mice experimentally infected with Leishmania (Leishmania) amazonensis. FTIR and ML algorithms with reasonably good accuracy could differentiate between infected (CL group) and non-infected (control group) samples. The best overall accuracy (88.9%) was obtained using Principal Component Analysis (PCA) and Support Vector Machine (SVM) in the 4000-700 cm-1 range for blood serum samples. The accuracy obtained for skin lesions and popliteal lymph node samples was around 77.8%. The results suggest that a good performance of the prediction models is more associated with the data analysis than molecular composition differences in the samples.
Palavras-chave: Diagnóstico da Leishmaniose Tegumentar utilizando espectroscopia ótica e aprendizagem de máquina
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8099
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas

Arquivos associados a este item:
Arquivo TamanhoFormato 
Dissertação Gabriela C. Pacher.pdf1,5 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.