ICSE 2007

EVALUACIÓN DE UN ALGORITMO GENÉTICO APLICADO A UN
MODELO DINÁMICO DE LA LEUCEMIA MIELOGENIA CRÓNICA
Sebastián A. Hernández, María L. Ivanissevich y Mirta S. Padín
Universidad Nacional de la Patagonia Austral – Río Gallegos – Argentina

RESUMEN
El cálculo de puntos de equilibrio en un sistema altamente
no lineal como el que describe el comportamiento celular de
la leucemia mielogenia crónica,resulta en un problema
complejo de análisis multiparamétrico, el cual aquí se
resuelve a través del uso de algoritmos genéticos.
La leucemia mielogenia crónica es un tipo de cáncer
donde el sistema inmune juega un rol muy importante, por
lo que es interesante su análisis para encontrar estrategias de
intervención en la enfermedad. La evolución de una etapa de
este proceso, aquella donde es posibleaplicar terapias, es
descripta a través del comportamiento de tres tipos de
células.
La introducción de sucesivas mejoras ad-hoc en un
algoritmo genético standard ha permitido el cálculo de
puntos de equilibrio, en un sistema descripto en variables de
estado atendiendo a una muy amplia variación paramétrica.
El análisis de estabilidad se realiza por métodos habituales.
Se presenta un software deaplicación, con una interfaz
gráfica lo suficientemente amigable para permitir que la
técnica pueda ser empleada no sólo por especialistas..
Palabras Claves: Algoritmos genéticos,
dinámicos, leucemia mielogenia crónica.

1.

sistemas

Los GAs, representan una técnica heurística de
optimización [2] clasificada dentro de los esquemas
evolutivos inspirados en los mecanismos biológicos
naturales yconocidos originariamente como el Paradigma
Neo-Darwiniano (la evolución de Darwin junto al
seleccionismo de Weismann y la genética de Mendel). Una
población de individuos, que representan potenciales
soluciones de algún problema, es sometida a
transformaciones probabilísticas (reproducción, mutación,
adaptación, selección, etc.) y sólo algunos, los más aptos,
sobreviven para regenerar una nuevapoblación. Se espera
que luego de algún número de generaciones el programa
converja hacia los mejores individuos los cuales deben estar
muy cerca del óptimo.
La descripción de sistemas complejos en biología a través
de ecuaciones de estado es una valiosa herramienta de
análisis, particularmente cuando la exploración es sobre la
evolución de los estados ante variación paramétrica. En este
trabajo sepresenta la aplicación de un GA al análisis de
puntos de equilibrio de un modelo que describe la leucemia
mielogenia crónica (CML) a nivel de cantidades de células
por individuo.
La CML es un cáncer que afecta células que circulan en el
sistema sanguíneo. Afecta a más de 1 cada 100000 personas
por año, y es la causa de aproximadamente el 15% de todas
las leucemias en adultos. Se sabe además que elsistema
inmune juega un rol muy importante en la dinámica de la
CML [8].

INTRODUCCIÓN

El cálculo de los puntos de equilibrio en un sistema
dinámico de tres dimensiones y con ecuaciones altamente no
lineales y abundantes parámetros variantes que describen el
comportamiento de una etapa de la leucemia mielogenia
crónica, es realizado aquí a través de algoritmos genéticos
(GAs). Los métodos clásicos deoptimización y búsqueda,
basados en técnicas analíticas, no se adaptan a estos
problemas ya que exigen requisitos muy condicionantes
sobre la función a optimizar y su complejidad aumenta
considerablemente con la dimensionalidad [5].

En este trabajo se presenta la evaluación del GA para el
cálculo de los puntos de equilibrio para una amplia
variación paramétrica y el análisis de estabilidad paraaquellos que fueron hallados con una alta resolución. Se
incluyen las simulaciones pertinentes que comprueban los
resultados. La determinación de la estabilidad de estos
puntos se realiza a través de métodos tradicionales.
La organización del trabajo es la siguiente: en la Sección
2 se describe el modelo biológico, en la Sección 3 se
describe la técnica empleada, en la siguiente se presentan los...