Modelagem estocástica da expressão gênica usando o algoritmo de gillespie: percepções sobre a variabilidade genômica no câncer bucal

Resumo

Objetivo: A expressão gênica é um processo complexo e dinâmico influenciado por múltiplos fatores, particularmente em doenças como o câncer bucal (CB). Este estudo aplica o algoritmo de Gillespie a dados genômicos de CB, enfatizando sua utilidade na exploração da regulação gênica e variabilidade na tumorigênese. Material e Métodos: Foram analisados perfis de expressão gênica do conjunto de dados NCBI GEO (GSE30784), que inclui dados de 167 carcinomas de células escamosas orais, 17 casos de displasia e 45 tecidos orais normais. O algoritmo de Gillespie foi empregado para simular processos estocásticos que governam a expressão gênica, focando em reações de transcrição e degradação. O método envolve a inicialização dos sistemas, cálculo das propensões das reações e geração de séries temporais para modelar a evolução temporal dos sistemas de expressão gênica. Resultados: A análise revelou percepções importantes sobre a dinâmica transcricional, destacando a variabilidade nas taxas de transcrição e de degradação. O estudo observou um nível médio teórico de expressão de 5,0, comparado a uma média de conjunto de 4,7515, indicando flutuações estocásticas. O Coeficiente de Variação do conjunto, de 0,4125, quantificou a variabilidade, enquanto o alto valor de autocorrelação (0,8339) indicou que a expressão gênica é significativamente influenciada pelos estados precedentes. Esses achados fornecem uma medida normalizada da variabilidade da expressão gênica e ressaltam a influência de processos estocásticos nos sistemas celulares. Conclusão: O algoritmo de Gillespie modela efetivamente a natureza estocástica da expressão gênica, revelando o ruído intrínseco e a variabilidade no CB. Ao demonstrar o papel da estocasticidade transcricional na heterogeneidade celular, este estudo oferece uma estrutura robusta para investigar regulação gênica em contextos de doença, como a progressão do câncer e resistência a fármacos.

PALAVRAS-CHAVE

Biologia computacional; regulação da expressão gênica; Modelos teóricos; Neoplasias bucais; Processos estocásticos.