Generación Automática de Terapias Antirretrovirales del VIH

2. Generación Automática de Terapias Antirretrovirales del VIH Peralta Andrés Velez S. Ezequiel UNC - FaMAF 2010

3. Introducción • Problema: • Tratamientos Antirretrovirales para el VIH. • Elevada tasa de mutación del virus. • Orden de aplicación. • Problemática de Resistencias Cruzadas. • Combinación de medicaciones. • Información particular de un paciente. • Trabajo: sistema para la ayuda a la toma de decisiones (ASO).

4. Introducción • Ejemplo de resistencias cruzadas

5. Antirretrovirales

6. Contenido • Análisis del problema y la solución. • Arquitectura del sistema. • Conclusiones. • Trabajo Futuro.

7. 1 - Análisis del Problema y Solución • Requerimientos del problema: • Construir un sistema para la generación de terapias antirretrovirales. • Debe ser una herramienta complementaria al profesional. • Debe ser extensible de forma simple. • Debe ser altamente parametrizable. • Establecer mejores terapias de acuerdo a distintos criterios. • Permita actualizar la información de antivirales. • Haga una evaluación eficiente de todas las posibles terapias. • Concuerda con el Paradigma de Medicina Personalizada.

8. Planteo de la Solución I • Sistema altamente parametrizable. • Secuencia del virus. • Criterio de evaluación de terapias. • Políticas de generación de Terapias. • Política de combinación de Antivirales. • Base de datos de Antivirales. • Otros parámetros. • Debe ser extensible de forma simple. • Plugin • Permita actualizar la información de antivirales. • Base de Datos de Antivirales.

9. Planteo de la Solución II • Tres tipos de usuarios: • Usuario final (aplicativo). • Usuario desarrollador de extensiones (plugin). • Usuario desarrollador de sistema (framework).

10. Librerías Externas Framework Base de Datos Sistema - ASO Plugin

11. 2 - Arquitectura del Sistema I 6 2 3 4 Base de Datos Selector de Antivirales GUI Generador de Terapias 1 Plugin Programa Principal Administrador de Plugins Ranker de Terapias 5 Framework

12. QT MILI bioPP Libplugin Selector de Antivirales GUI Generador de Terapias FXP Programa Principal Administrador de Plugins Ranker de Terapias Framework Arquitectura del Sistema II Plugin Base de Datos

13. Arquitectura del Sistema III • Componentes: • Base de Datos • Framework • Programa principal. • GUI. • Administrador de Plugins. • Generador de Terapias. • Motor Combinatorio. • Selector de Antivirales • Ranker • Plugin • LibPlugin • Otras Librerías

14. 2.1 Base de Datos I • Conceptos • Estructura de los elementos representada en XML. • Actualmente tomado del Sociedad Internacional del Sida (IAS) • Ejemplo de un registro: <antiviral id=" Abacabir " num = "0" type = "tRT " class = " cNRTI "> <resistancepos ="65" aminos ="R"/> <resistance pos ="74" aminos ="V"/> <resistance pos ="115 " aminos ="F"/> <resistance pos ="184 " aminos ="V"/> </ antiviral >

15. 2.1 Base de Datos II • Agregar información (addendum) ... <addendum attrib =" price " value ="34"/> <addendum attrib =" toxicity " value =" 0.34 "/> <addendum attrib =" pregnancy " value ="1"/> ...

16. 2.4 – Plugin I • Permite: • Elegir política de generación. • Definir función de puntaje (scoring). • Definir función de terminación de una terapia (pruner). • Seleccionar cuáles antirretrovirales utilizar de la BD. • Proveer la política para combinar AVs. • Capacidad de definir los parámetros de entrada. • Definir los valores de la matriz de distancias genéticas. • Agregar datos adicionales para fundamentar terapias.

17. 2.4 – Plugin II • Implementación • Libplugin (SDK) • Políticas de Generación • Primitivas Combinatorias • Plugin Base • Thesis Plugin

18. Selector de Antivirales I • Selecciona el conjunto de antirretrovirales que aplican a una secuencia. • ¿Cómo lo hace? • Toma la secuencia del virus. • Busca en la base de datos cuales son los que aplican. • Devuelve los que tienen distancia de mutación mínima. Es decir, los que con menos cambios escapan al efecto del antiviral.

19. 2.2 Selector de Antivirales II • Ejemplo de aplicación.

20. 2.5 - Generador de Terapias • Función • Componentes Generación Combinador

21. 2.5 - Generador de Terapias • Políticas de generación • ¿Qué son? • Tipos provistos en SDK: • DFS • BFS • BetterBeam(N)

22. 2.5 - Generador de Terapias • Políticas combinatorias • ¿Qué son? • Primitivas Combinatorias provistas en SDK: • Empty • List • Newtoneana • Sequence • Parallel

23. 2.5 - Generador de Terapias Selector SEQ Comb M1 M2 M3 Fallo Virológico Función de Poda

24. Interfaz de Usuario Pantalla Principal

25. 2.6 - Interfaz de Usuario Pantalla de Configuración del Plugin

26. 2.6 - Interfaz de Usuario Pantalla de Output

27. 3 - Conclusiones • Podría mejorar calidad de vida, a partir de la implementación de terapias personalizadas. • Provee una ayuda a un problema complejo. • Complemento a la hora de elaborar un tratamiento. • Sistema orientado a usuarios aplicativos e investigadores. • Sistema altamente extensible. • Comprende gran cantidad de parámetros. • De poco costo computacional. • Licencia GPL v3.0.

28. 3 - Conclusiones • Aportes • Se contribuyó a otros Proyectos. • MiLi • BioPP • FXP • Divulgación de la problemática: presentaciones . • Jornadas de Virología (SAV 2009) • Grupo Procesamiento Lenguaje Natural (2010)

29. 4 - Trabajo Futuro • Construcción de plugins específicos en base a pautas médicas. • Construcción de plugins utilizando metodología orientada a aspectos. • Proveer manejo de probabilidades. • Proveer manejo de tiempos evolutivos. • Incluir más políticas de Generación y primitivas Combinatorias. • Visualización de resultados. • Paralelizar Cálculo. • Optimización de Recursos. • Mejora del sistema en Windows u otros. • Soporte de plugins en lenguaje Python.

30. ¿Preguntas?

31. Más información aso.googlecode.com www.fudepan.org.ar

32. Gracias!