Quimiometria aplicada à avaliação clínica de Lesão Renal Aguda, Nefrite Lúpica e esquistossomose

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: GOIS, Antonia Regina dos Santos
Orientador(a): SILVA, Ricardo Oliveira da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Quimica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/66835
Resumo: Rins e fígado desempenham papel central na homeostase e na eliminação de substâncias tóxicas, sendo frequentemente acometidos por doenças de alta prevalência. Considerando os riscos e as elevadas taxas de mortalidade e morbidade em estágios avançados, o presente trabalho aplicou abordagens metabonômicas e quimiométricas para o diagnóstico de Lesão Renal Aguda (LRA) e o estadiamento de Nefrite Lúpica (NL) e de Fibrose Periportal (FPP) associada à esquistossomose. No estudo da LRA, espectros de RMN de 1H de urina de neonatos prematuros obtidos da literatura foram analisados por algoritmos de aprendizado de máquina, incluindo Regressão Logística (LR), Análise Discriminante Linear (LDA) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM). O modelo SVM apresentou melhor desempenho (VPP 100%, sensibilidade 71,4%, especificidade 100% e exatidão 85%), destacando seis metabólitos, valina, lactato, lisina, creatinina, taurina e creatina, relacionados a alterações no metabolismo da taurina. No estudo da NL, amostras séricas foram analisadas por RMN de 1H e os espectros submetidos a combinação dos algoritmos de aprendizado de máquina (LR, LDA e SVM) com técnicas de seleção de variáveis. O modelo LR com seletor SFS-LR apresentou os melhores resultados (exatidão 92,3%), sendo o ácido pirúvico e o lactato os principais discriminantes entre os subtipos de NL, associados a aumento da glicólise e processos inflamatórios. Para a FPP, cinco biomarcadores séricos foram analisados por diferentes algoritmos (LR, LDA, SVM e Árvore de Decisão), com a Árvore de Decisão obtendo o melhor desempenho (exatidão 86%), destacando o número de plaquetas como variável mais relevante. Os resultados reforçam o potencial da metabonômica integrada à quimiometria e ao aprendizado de máquina como ferramenta não invasiva e acessível para diagnóstico e estadiamento de doenças renais e hepáticas.
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No estudo da LRA, espectros de RMN de 1H de urina de neonatos prematuros obtidos da literatura foram analisados por algoritmos de aprendizado de máquina, incluindo Regressão Logística (LR), Análise Discriminante Linear (LDA) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM). O modelo SVM apresentou melhor desempenho (VPP 100%, sensibilidade 71,4%, especificidade 100% e exatidão 85%), destacando seis metabólitos, valina, lactato, lisina, creatinina, taurina e creatina, relacionados a alterações no metabolismo da taurina. No estudo da NL, amostras séricas foram analisadas por RMN de 1H e os espectros submetidos a combinação dos algoritmos de aprendizado de máquina (LR, LDA e SVM) com técnicas de seleção de variáveis. O modelo LR com seletor SFS-LR apresentou os melhores resultados (exatidão 92,3%), sendo o ácido pirúvico e o lactato os principais discriminantes entre os subtipos de NL, associados a aumento da glicólise e processos inflamatórios. Para a FPP, cinco biomarcadores séricos foram analisados por diferentes algoritmos (LR, LDA, SVM e Árvore de Decisão), com a Árvore de Decisão obtendo o melhor desempenho (exatidão 86%), destacando o número de plaquetas como variável mais relevante. Os resultados reforçam o potencial da metabonômica integrada à quimiometria e ao aprendizado de máquina como ferramenta não invasiva e acessível para diagnóstico e estadiamento de doenças renais e hepáticas.The kidneys and liver play a central role in homeostasis and the elimination of toxic substances, and are often affected by highly prevalent diseases. Considering the risks and high mortality and morbidity rates in advanced stages, this study applied metabolomic and chemometric approaches for the diagnosis of Acute Kidney Injury (AKI) and the staging of Lupus Nephritis (LN) and Periportal Fibrosis (PPF) associated with schistosomiasis. In the ARF study, 1H NMR spectra of urine from premature newborns obtained from the literature were analyzed by machine learning algorithms, including Logistic Regression (LR), Linear Discriminant Analysis (LDA), and Support Vector Machine (SVM). The SVM model performed best (PPV 100%, sensitivity 71.4%, specificity 100%, and accuracy 85%), highlighting six metabolites, valine, lactate, lysine, creatinine, taurine, and creatine, related to changes in taurine metabolism. In the NL study, serum samples were analyzed by 1H NMR, and the spectra were subjected to a combination of machine learning algorithms (LR, LDA, and SVM) with variable selection techniques. The LR model with SFS-LR selector presented the best results (92.3% accuracy), with pyruvic acid and lactate being the main discriminants between NL subtypes, associated with increased glycolysis and inflammatory processes. For FPP, five serum biomarkers were analyzed by different algorithms (LR, LDA, SVM, and Decision Tree), with the Decision Tree obtaining the best performance (86% accuracy), highlighting platelet count as the most relevant variable. The results reinforce the potential of metabolomics integrated with chemometrics and machine learning as a non-invasive and accessible tool for the diagnosis and staging of kidney and liver diseases.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em QuimicaUFPEBrasilhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAprendizado de máquinaLesão Renal AgudaNefrite LúpicaEsquistossomose mansoniQuimiometria aplicada à avaliação clínica de Lesão Renal Aguda, Nefrite Lúpica e esquistossomoseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdf.txtTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdf.txtExtracted texttext/plain292711https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/66835/3/TESE%20Antonia%20Regina%20dos%20Santos%20Gois.pdf.txte0379fcb38b0626a055246fbf5a1dfa0MD53THUMBNAILTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdf.jpgTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1227https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/66835/4/TESE%20Antonia%20Regina%20dos%20Santos%20Gois.pdf.jpg54ab666f21e7d942b5945c8de163ee84MD54ORIGINALTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdfTESE Antonia Regina dos Santos Gois.pdfapplication/pdf5795962https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/66835/1/TESE%20Antonia%20Regina%20dos%20Santos%20Gois.pdfc62bd3839c934574be2c58cb602ebf93MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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