Agent-based Simulation of the Immune System

Nuno Fachada
2008 unpublished
Agradecimentos Gostaria de agradecer a todo o pessoal do LASEEB pelo apoio prestado, especialmente ao Dr. Vítor Lopes, que me prestou uma ajuda preciosíssima na realização deste projecto. Gostaria de agradecer ao Prof. Agostinho Rosa a oportunidade que me deu de realizar este trabalho no LASEEB. Queria também agradecer à minha família próxima, que sempre me apoiou nos bons e nos maus momentos do meu percurso académico, e que me proporcionou todas as condições possíveis e necessárias para
more » ... ar a estudar. Uma palavra aos meus padrinhos pela ajuda que me deram no ensino secundário nas áreas base da engenharia electrotécnica, nomeadamente Matemática e Física, e pelo incentivo que me deram a ingressar num curso superior relacionado com essas áreas. Um agradecimento também à minha namorada, que sempre compreendeu todo o tempo que não lhe pude dedicar, e que sempre me apoiou sem reservas na conclusão desta tese. Um agradecimento nal aos meus amigos, companheiros de surfada, colegas de Direcção no Surf Clube de Sesimbra, e actuais sócios na SCS Surf Shop, pela compreensão que tiveram na minha indisponibilidade frequente, fruto da minha dedicação a este projecto. iii Abstract Computational models of the immune system have several applications, such as theory testing and validation, or as a complement to rst stages of drug testing. The majority of existing models are developed using formal methods based on dierential equations, which generally assume the relevant immune agents are uniformly distributed in space. Although well formalized, this approach is far from intuitive and inexible to change, often straying from biologic signicance. Agent-based modeling is closer to biologic reality, as well as being a more pliable approach when it is necessary to add or remove model features. In this thesis we present LAIS, an agent-based model of immune system dynamics. The discussion of methodologies used in existing models, and how these map on to plausible simulations, both from a biological and computational point of view, partly determined the characteristics of presented model. However, LAIS also presents novel features, such as exible and modular modeling approach, multithreaded simulation engine, low level cellular receptor interaction simulation focus, among others. Studies and results regard antibody properties, immune memory and viral dynamics, and are in qualitative accordance with literature.
doi:10.13140/rg.2.2.33592.49920 fatcat:xp55zujpxbfdpluov5lmezjqvi