a ephla graph – ferramenta do sistema sae da

A EPHLA GRAPH – FERRAMENTA DO SISTEMA SAE DA PLATAFORMA
PMADT PARA O ACOMPANHAMENTO NO PÓS-TRANSPLANTE
Alceu Robson Silva Medeiros (Bolsista PIBITI/CNPq), Vinicius Ponte Machado (Orientador,
Departamento de Computação/UFPI)
Introdução
Com o avanço do conhecimento no campo da imunologia, tornou-se possível o transplante
com doadores não aparentados. Em conseqüência disso, houve uma maior preocupação quanto à
compatibilidade HLA (Antígenos Leucocitários Humanos) entre doador-receptor, visto que quanto
maior a incompatibilidade, maior a probabilidade de haver ativação imunológica aos aloantígenos
(TRIVEDI ET AL., 2007).
A tarefa de achar um rim compatível tem se mostrado ainda mais difícil nos pacientes
hipersensibilizados – que possuem anticorpos pré-formados contra a maioria dos antígenos HLA da
população (CLAAS ET AL., 2004 – DOXIADIS; DUQUESNOY, 2005). O
EpHLA, software
desenvolvido e patenteado na Universidade Federal do Piauí, automatiza o estudo de
histocompatibilidade com o propósito de identificar doadores compatíveis para esse tipo de
receptores (SOUSA et al., 2011). Dessa forma, uma plataforma modular que proveja o
armazenamento e gerenciamento seguro de dados de epítopos e de dados históricos de transplantes,
permite estudos avançados de histocompatibilidade. Nessa plataforma, novos programas (módulos),
além do EpHLA, são adicionados de acordo com as necessidades de pesquisa, de forma que estudos
na área de transplantes possam ser realizados utilizando-se diversas abordagens computacionais
poderosas.
Este trabalho apresenta resultados do módulo, em desenvolvimento, do EpHLA, o EpHLA
Graph. O objetivo geral deste módulo é auxiliar no acompanhamento e avaliação pós-transplante de
pacientes renais transplantados, utilizando recursos gráficos. A aplicação utiliza exames de Single
Antigen (SA) armazenados nos bancos de dados dos laboratórios de imunogenética de Curitiba e
Teresina.
Metodologia
Para atingir o objetivo do projeto, as atividades foram divididas em fases:
1. Levantamento, análise e estudo do material bibliográfico;
2. Estudo da ferramenta EpHLA;
3. Estudo de ferramentas e técnicas para o desenvolvimento da aplicação;
4. Projeto e implementação de uma ferramenta informatizada capaz de avaliar o
progresso do paciente pós-transplante e prever a possibilidade de rejeição do
enxerto;
Durante a primeira fase, foi feito o estudo de material bibliográfico da área de
histocompatibilidade e do desenvolvimento de sistemas utilizando a linguagem de programação
Python (PYTHON, 2013). A importância desse estudo foi a aquisição de conhecimento necessário
para as fases seguintes de desenvolvimento.
O estudo do software EpHLA foi de igual importância pois ofereceu um conhecimento mais
aprofundado nas técnicas computacionais utilizadas para análise de histocompatibilidade. Além disso,
é necessário conhecimento dos dados processados pelo software, que são usados na geração de
gráficos a serem utilizados no acompanhamento pós-transplante.
Na fase de estudo de ferramentas e técnicas necessárias para o desenvolvimento da
aplicação, foi feito o levantamento das ferramentas utilizadas para gerar os gráficos com os dados de
prós-transplantes e que auxiliarão na mineração dos mesmos, no momento de avaliar e prever
rejeições futuras.
A fase de implementação do sistema e de testes de desempenho, será realizada no segundo
ano de projeto. Isso se deve ao tempo levado necessário para conseguir os dados de
acompanhamento dos transplantados, junto ao Laboratório de Imunogenética do Hospital
Universitário do Cajurú (Curitiba), visto que se trata de uma quantidade grande de dados.
Resultados e Discussão
Ao final da primeira etapa do projeto pôde ser feito o levantamento dos recursos necessários
para o desenvolvimento do sistema EpHLA Graph. Dentre os recursos estão bibliotecas Javascript,
linguagem de programação Python e framework desta para Web.
A linguagem Python permite uma programação ágil e aplicações mais legíveis. Além disso,
oferece uma boa integração com os principais sistemas operacionais e com outras linguagens, o que
permite uma flexibilidade maior no desenvolvimento de sistemas. Em conjunto com o framework
Web2py (WEB2PY, 2013), esses recursos oferecidos pela linguagem são ainda mais vantajosos,
visto que este facilita e agiliza a programação para Web através de métodos e técnicas já disponíveis
desenvolvidas em Python. O uso da linguagem está, atualmente, aplicado para o processamento dos
dados de acompanhamento de transplantes, onde é feita a filtragem das informações necessárias
para geração dos gráficos.
Com o intuito de gerar gráficos leves, elegantes e interativos foi utilizada a biblioteca Flot
(FLOT, 2013), desenvolvida em Javascript. Esses gráficos apresentam o avanço da interação entre
os anticorpos e os alelos apresentados pelo enxerto nos acompanhamentos pós-transplante.
Figura 1 – Gráfico de Alelos (Classe I)
A Figura 1 apresenta o gráfico de alelos (Classe I) onde o eixo x representa as datas dos
exames de acompanhamento e o eixo y representa o valor do MFI (Intensidade Média de
Fluorescência), que indica o quão alta ou baixa foi detectada a interação do anticorpo para
determinado alelo, dividido pelo Controle Positivo do teste. Esta equação caracteriza a equação de
normalização utilizada pelo laboratório de Curitiba para comparação entre diferentes testes. Esta
representação é importante para o acompanhamento do transplantado, pois permite uma visualização
gráfica de dados numéricos que deverá ser gerado facilmente pela Web.
O gráfico apresenta uma grande quantidade de linhas, o que pode dificultar a visão do
usuário. Por esse motivo o desenvolvimento deste trabalho torna possível também uma maior
interação de quem está visualizando, sendo possível ver de que alelo se trata uma determinada linha
ou limitar o gráfico a uma unidade ou um grupo de linhas específicas.
Conclusão
A utilização de uma ferramenta gráfica facilita o acompanhamento pós-transplante do
paciente. Tal ferramenta agiliza também o processo de análise desse acompanhamento, visto que
atualmente isso é feito manualmente utilizando o Excel (MICROSOFT OFFICE, 2013), e que as
tecnologias utilizadas permitem uma maior interação do usuário com os dados.
O objetivo da continuidade do projeto é utilizar técnicas computacionais de mineração de
dados para analisar dados de acompanhamento dos transplantados, provindos do laboratório de
imunogenética de Curitiba e, a partir disso, utilizar o sistema para auxiliar o acompanhamento e
prever uma possível rejeição, a médio e longo prazo, do órgão transplantado.
Apoio: UFPI. Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular - UFPI.
Referências
CLAAS, F. H. J.; WITVLIET, M. D.; DUQUESNOY, R. J.; PERSIJN, G. G., DOXIADIS, I. I. N. The
acceptable mismatch program as a fast tool for highly sensitized patients awaiting a cadaveric kidney
transplantation: short waiting time and excellent graft outcome. Transplantation. 78: 190-193, 2004.
DOXIADIS, I. I. N.; DUQUESNOY, R. J. Extending options for highly sensitized patients to receive a
suitable kidney graft. Current Opinion in Immunology . 17: 536-540, 2005.
FLOT. Disponível em: < www.flotcharts.org>. Acesso em: 2013.
MICROSOFT OFFICE. Excel. Disponível em: <http://office.microsoft.com/pt-br/excel/>. Acesso em:
2013.
PYTHON. <http://www.python.org/>. Acesso em: 2013.
SOUSA, L. C., et al. "EpHLA: an innovative and user-friendly software automating the
HLAMatchmaker algorithm for antibody analysis". Transpl Immunol, v. 25, n., p. 210-216, 2011.
TRIVEDI, V.B., DAVE, A.P., DAVE, J.M., PATEL, B.C. Human leukocyte antigen and its role in
transplantation biology. Transplantation Procedings.39(3):688-93, 2007.
WEB2PY. Disponível em: <http://www.web2py.com/>. Acesso em: 2013.
Palavras-chave: EpHLA Graph. Software. Bioinformática.