SimBiology
Modellazione, simulazione e analisi di sistemi biologici
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SimBiology fornisce app e strumenti programmatici per modellare, simulare e analizzare sistemi dinamici, concentrandosi sulla farmacologia quantitativa dei sistemi (QSP) e su applicazioni farmacocinetiche basate sulla fisiologia (PBPK) e farmacocinetiche/farmacodinamiche (PK/PD). Consente di creare modelli in modo interattivo usando l’editor di diagrammi a blocchi di SimBiology oppure in modo programmatico con il linguaggio MATLAB. È possibile creare i propri modelli partendo da zero, importarli come file formattati SBML oppure costruirli sulla base degli esempi contenuti in SimBiology.
SimBiology offre una varietà di tecniche per analizzare i modelli basati su ODE a diversi livelli di complessità e dimensioni. È possibile eseguire simulazioni per valutare la fattibilità del target, prevedere l’efficacia e la sicurezza di un farmaco e individuare programmi di dosaggio ottimali. È possibile individuare parametri e percorsi chiave servendosi di analisi di sensibilità globale e locale e valutare la variabilità biologica tramite l’esecuzione di sweep dei parametri. Per stimare i parametri, è possibile eseguire il fitting dei dati usando la regressione non lineare e tecniche a effetti misti non lineari, oltre a eseguire analisi non compartimentali (NCA).
Costruzione di modelli QSP, PBPK e PK/PD
Costruisci modelli proprio come se li stessi disegnando su un foglio di carta usando SimBiology Model Builder oppure importando modelli SBML esistenti. Usa gli oggetti dose e variant per applicare strategie di dosaggio (10:00) e salvare valori di quantitativi alternativi.
Simulazione del comportamento del modello
Simula utilizzando una varietà di risolutori deterministici e stocastici con SimBiology Model Analyzer o degli strumenti programmatici. La conversione automatica delle unità porta tutte le quantità in un sistema di unità di misura coerente. Genera report a partire dalle analisi.
Adattamento dei dati per stimare parametri
Stima i parametri usando la regressione non lineare con metodi locali, globali o ibridi. Calcola gli intervalli di confidenza dei parametri e delle previsioni. Non dimenticarti degli effetti fissi e casuali con la modellazione NLME.
Esecuzione di simulazioni Monte Carlo
Esegui scansioni di parametri e simulazioni Monte Carlo per valutare il comportamento del modello in condizioni e regimi di dosaggio differenti. Usa cursori interattivi per esplorare l’entità dell’impatto delle variazioni delle quantità sulla risposta del modello.
Analisi di sensibilità globale e locale
Esplora gli effetti delle variazioni nelle quantità di modellazione sulla risposta del modello eseguendo analisi di sensibilità. SimBiology supporta analisi basate su derivate globali, Monte Carlo e locali.
Analisi non compartimentali
Calcola i parametri PK dal decorso temporale delle concentrazioni dei farmaci senza presupporre un modello compartimentale. Esegui le NCA sia sui dati sperimentali che su quelli di simulazione per il dosaggio singolo o multiplo.
Accelerazione delle simulazioni
Accelera le simulazioni Monte Carlo o di modelli di grandi dimensioni con la conversione in codice C compilato. Migliora ulteriormente le prestazioni tramite la distribuzione su più core, cluster o risorse Cloud con Parallel Computing Toolbox.
Condivisione di modelli tramite app web
Crea app usando App Designer, inseriscile in un pacchetto con MATLAB Compiler e ospitale con MATLAB Web App Server. I collaboratori possono accedere alle app ed eseguirle in un browser senza dover installare dei software.
Strumenti della community
Usa SimBiology in modo programmatico con gli script MATLAB per personalizzare e automatizzare le analisi. Gli strumenti creati dalla community possono essere usati come componenti aggiuntivi per l’analisi dei modelli, come le simulazioni di popolazioni virtuali.
Risorse sui prodotti:
FAQ su SimBiology
SimBiology è uno strumento basato su MATLAB che offre app e strumenti programmatici per modellare, simulare e analizzare sistemi dinamici, con un'attenzione particolare alla quantitative systems pharmacology (QSP), alla farmacocinetica basata sulla fisiologia (PBPK) e alle applicazioni farmacocinetiche/farmacodinamiche (PK/PD).
È possibile creare modelli in modo interattivo usando l'editor di diagrammi a blocchi SimBiology Model Builder o programmaticamente usando il linguaggio MATLAB. I modelli possono essere creati da zero, importati come file in formato SBML o basati sugli esempi di modello forniti in SimBiology.
SimBiology supporta varie analisi, tra cui simulazioni per valutare la fattibilità degli obiettivi e prevedere l'efficacia del farmaco, analisi di sensibilità locali e globali, analisi parametriche, stima dei parametri mediante regressione non lineare e tecniche a effetti misti non lineari, e analisi non compartimentale (NCA).
SimBiology Model Analyzer viene utilizzato per simulare modelli con solver deterministici e stocastici, calibrare i modelli sui dati e condurre analisi come l'analisi di sensibilità e le simulazioni Monte Carlo.
Sì. È possibile stimare i parametri usando regressione non lineare con metodi locali, globali o ibridi, calcolare intervalli di confidenza per i parametri e per le previsioni e tenere conto sia degli effetti fissi sia di quelli casuali con la modellizzazione NLME.
È possibile accelerare modelli di grandi dimensioni o simulazioni Monte Carlo convertendoli in codice C compilato e migliorare ulteriormente le prestazioni distribuendo l'elaborazione su più core, cluster o risorse cloud con Parallel Computing Toolbox.
Sì. È possibile creare app in App Designer, impacchettarle con MATLAB Compiler e ospitarle con MATLAB Web App Server in modo che i collaboratori possano accedere ed eseguire le app tramite un browser senza installare alcun software.
L'analisi non compartimentale (NCA) consente di calcolare i parametri farmacocinetici (PK) dalla curva temporale delle concentrazioni del farmaco senza assumere un modello compartimentale e può essere eseguita sia sui dati sperimentali sia su quelli di simulazione per schemi di somministrazione singola o multipla.
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