Desenvolvimento de uma pipeline para vacinologia reversa baseada em arquitetura transformer
Abstract
A vacinologia reversa, associada à bioinformática, permite a predição de proteínas imunogênicas a partir de dados genômicos, viabilizando o desenvolvimento de produtos biotecnológicos. A predição in silico de alvos vacinais envolve modelos baseados em processamento de linguagem natural (NLP), aplicados na análise estrutural e funcional de proteínas, mineração de textos biomédicos e geração de dados sintéticos. O estudo apresenta o ReVarcine, uma ferramenta projetada para prever características proteicas relevantes na imunogenicidade. Seu processo inclui pré-processamento de sequências dos bancos UniProt e SwissProt, remoção de entradas incompletas ou redundantes e tokenização baseada em Keras para representação numérica. As sequências foram divididas em conjuntos de treinamento e teste, diferenciando bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Foram desenvolvidos oito modelos de aprendizado profundo para prever peptídeos sinal, sites de clivagem, localização subcelular e estruturas secundárias como barris beta e alfa-hélices. As arquiteturas incluem camadas de incorporação, transformadores, LSTM e camadas densas, integradas em um pipeline modular. Esse design garante escalabilidade e adaptabilidade para diferentes organismos e necessidades analíticas. A avaliação de desempenho utilizou métricas como MCC e F1 score, comparando o ReVarcine com ferramentas consolidadas, incluindo SignalP, PSORT e PSIPRED. Os resultados indicam que o ReVarcine frequentemente supera preditores tradicionais na análise proteômica, destacando-se pela versatilidade e precisão. O ReVarcine inova ao unificar múltiplas tarefas preditivas, reduzindo a dependência de diversas ferramentas especializadas. Isso otimiza o tempo computacional e minimiza erros no processamento de dados entre plataformas. Sua abordagem integrada estabelece um novo padrão para imuno informática, tornando-o uma ferramenta promissora para suprir as crescentes demandas da vacinologia reversa.