Quantitative analyses in basic, translational and clinical biomedical researchmetabolism, vaccine design and preterm delivery prediction

Abstract

En esta tesis, hemos aplicado métodos físico-matemáticos en los tres niveles fundamentales de la Investigación Biomédica: básica, traslacional y clínica. A nivel básico, dado que todas las patologías tienen como base la célula, hemos realizado dos estudios para profundizar en la comprensión de la funcionalidad metabólica celular. En el primer trabajo, hemos analizado cuantitativamente por primera vez series de cloro calcio-dependientes dentro de la célula, lo que ha revelado la existencia de una estructura dinámica caracterizada por secuencias altamente organizadas, correlaciones no triviales a largo plazo con 7.66 segundos de duración media y efecto "crossover" con transiciones entre comportamientos persistentes y anti-persistentes. En la segunda investigación, hemos utilizado ecuaciones diferenciales con retardo para modelar el sistema de energía del adenilato, lo que ha mostrado que la carga energética celular está determinada por una función invariante oscilatoria no-estacionaria, acotada entre 0.7 y 0.95. A nivel traslacional, hemos desarrollado un nuevo método de diseño de vacunas que, además cubrir un gran número de epítopos, es capaz de proteger contra virus con alta tasa de mutabilidad, como son el VIH, el VHC o Influenza. Por último, a nivel clínico, a través de técnicas autorregresivas, hemos diseñado una herramienta capaz de predecir el parto prematuro basada solo en 30' de dinámica uterina. En conjunto, todas estas investigaciones han dado lugar a cuatro publicaciones científicas. Además, hasta donde sabemos, esta es la primera tesis a nivel europeo en la que se aplican técnicas matemáticas a los tres niveles fundamentales de la Investigación Biomédica: básica, traslacional y clínica.