•  I
• a · A  I
• Accessibilitat  I
• Mapa web  I
• Cercar  I
• Directori

• ::  Sign in :: 

Quin efecte tindria una reducció del 50% dels contactes d’infants amb persones majors, amb o sense màscara?, i un confinament per barris? què passaria si es reobriren els centres educatius? Aquests i molts altres escenaris són els que permet simular LOIMOS, una nova eina informàtica en el desenvolupament de la qual participa personal investigador de la Universitat Politècnica de València (UPV).

LOIMOS permetrà simular i avaluar els efectes de diferents escenaris epidemiològics de la COVID-19, i preveure l'evolució de la pandèmia davant de futures mutacions del virus en possibles noves onades de la malaltia.

El projecte està liderat per la Fundació per a la Investigació Biomèdica de l'Hospital Universitari Ramón y Cajal (FIBio-HRC) i compta amb la col·laboració de l'empresa tecnològica Biotech Vana SL. És, a més, una de les propostes seleccionades de la convocatòria de projectes d'investigació sobre el SARS-CoV-2 i la COVID-19 impulsada pel Ministeri de Ciència i Innovació a través de l'Institut de Salut Carles III.

Avaluació de la incidència del virus en situacions dissenyades a la carta

Segons explica José Mª Sempere, del Grup d'Investigació en Autòmats, Llenguatges Formals i les seues Aplicacions (ALFA) pertanyent a l'institut IVRIA de la UPV (VRAIN en anglès), LOIMOS es desenvoluparà sota el paradigma de la informàtica amb membranes (membrane computing), que permet dissenyar el comportament del virus en diversos entorns.

“El disseny virtual del comportament biològic del virus i de les actuacions de tots els elements que l'envolten, com les persones infectades, sanes i recuperades; les decisions sobre aïllaments en espais públics (hospitals, escoles, empreses...); la jerarquització dels territoris en àrees físiques (barris, municipis, províncies...), etc. permetran avaluar la incidència del virus sota diferents situacions dissenyades a la carta i observar-ne l’evolució en projeccions temporals”, explica Sempere.

D'aquesta manera, el model se centrarà en un conjunt inicial de paràmetres, i permetrà simular canvis en cadascun d'aquests i predir quines serien les repercussions d'aquestes variacions. “Podem dibuixar múltiples escenaris, plantejar múltiples preguntes, fins i tot variant diferents taxes o accions, i amb el nostre model, predir els seus efectes”, destaca Marcelino Campos, membre també del grup ALFA de l’IVRIA de la UPV.

Paràmetres que inclou el model

Entre els paràmetres que inclourà LOIMOS, hi ha l'estructura poblacional bàsica de l'àmbit d'estudi (infants, joves, majors); la taxa d'individus portadors de la COVID-19 en cada grup per franja d'edat, i la de contacte per grups d'edat o temps de contacte diaris de menys de dos metres.

El model permet també treballar amb variacions en el propàgul viral (quantitat mínima de virus per a contagiar a una persona sana), la taxa de transmissió viral per minut a una persona no contagiada, així com la taxa en funció del temps des del contagi i el nivell de supervivència del virus en superfícies.

Altres variables incloses són: la taxa de reducció de la transmissió; el temps d'aparició de la resposta immunitària antiviral en infants, joves, adults i majors, i fins i tot la taxa de protecció amb una eventual vacuna antiviral en proporció als individus vacunats.

“L'avantatge essencial del model”, indica Sempere, “és que es poden atorgar valors a cadascun d'aquests paràmetres en funció dels rangs esperats, desitjats o efectivament comprovats, i observar l'efecte que tindran en l'estructura dinàmica de l'epidèmia. Però, sobretot, dona la possibilitat de modificar simultàniament diferents valors o rangs d'estudi, la qual cosa permet fer prediccions dels efectes que podrien resultar de la realització de determinades intervencions, i ajudaria així a la presa de decisions”.

“El sistema és fàcilment escalable”, afig, “ja que permet la introducció de noves observacions o coneixements, conformant un autèntic laboratori de proves virtual”.

Informàtica amb membranes

La informàtica amb membranes en què es basa l'eina LOIMOS és un paradigma de computació natural proposat pel Gheorghe Paun el 1998. El seu fonament està inspirat en el comportament de la cèl·lula eucariota viva com a processador d'informació bioquímica de forma paral·lela, distribuïda i no determinista, que permet una aproximació estocàstica fonamental per al modelatge de sistemes biològics, com el que s'aplica en aquest projecte.

El principal avantatge i novetat que incorpora la informàtica amb membranes respecte a altres eines epidemiològiques és la interacció multijeràrquica i multinivell dels diversos actors dels escenaris de la pandèmia. Aquestes interaccions es propaguen a tots els nivells del sistema, la qual cosa permet variar diversos elements simultàniament i conèixer els seus efectes en franges temporals i, per tant, ajudar en la presa de decisions a nivell sociosanitari.

ARES, una experiència prèvia útil

L'any 2015, l'equip de l'institut IVRIA de la UPV; la Fundació per a la Investigació Biomèdica de l'Hospital Universitari Ramón y Cajal, i Biotech Vana, va desenvolupar la plataforma ARES (Antibiotic Resistance Evolution Simulator), que ha sigut internacionalment reconeguda per a l'estudi de les dinàmiques de transmissió de les resistències a antibiòtics.

“Ara”, conclou Campos, “aprofitem la nostra experiència en el desenvolupament d’ARES per al disseny i la implementació de LOIMOS, i s'espera que, en un curt període de temps, estiga preparada la primera versió de l'eina per a ser validada i provada en diversos ambients de presa de decisions, fonamentalment hospitalaris i de gestió sanitària”.