Un marco matemático semimecanístico para simular la dinámica de múltiples hormonas en la endocrinología reproductiva

Área de la Ciencia:

• Endocrinología reproductiva
• Biología computacional
• Modelado matemático

Sus antecedentes:

• La dinámica de las hormonas ováricas es crucial para la salud reproductiva pero compleja de analizar.
• Los métodos existentes se enfrentan a desafíos en la simulación de variaciones hormonales cíclicas y diferencias individuales.
• Existe la necesidad de herramientas robustas para modelar y comprender estos procesos fisiológicos complejos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco computacional para generar series temporales sintéticas de múltiples hormonas con limitaciones fisiológicas.
• Para capturar la variabilidad intra e interindividual en diferentes fenotipos reproductivos.
• Crear una herramienta para el análisis, simulación y educación en fisiología reproductiva.

Principales métodos:

• Se creó un modelo matemático semimecanístico para generar perfiles sintéticos para el estradiol, la FSH, la LH, la AMH, la testosterona y la GnRH.
• Las ecuaciones paramétricas incorporaron bucles de retroalimentación fisiológica conocidos y componentes estocásticos.
• Se simuló el fenótipo eumeno y el fenótipo parecido al SOP mediante el ajuste de los parámetros del modelo.

Principales resultados:

• Los perfiles sintéticos reflejaron con precisión patrones hormonales distintos para los fenotipos eumenorréicos (picos clásicos) y similares al SOP (elevada LH / testosterona, estradiol embotado).
• El análisis de componentes principales (PCA) separó efectivamente los fenotipos, explicando el 82% de la varianza.
• La regresión logística logró una precisión del 100% en la discriminación entre los fenotipos simulados.

Conclusiones:

• El marco de simulación genera dinámicas hormonales fisiológicamente precisas.
• Discrimina con éxito entre los ciclos ovulatorios y anovulatorios (como el SOP).
• Las aplicaciones incluyen entrenamiento de IA, descubrimiento de fenotipos y mejora de la educación médica en endocrinología reproductiva.