Integrazione di parametri da dateset biologici in un simulatore per comunità microbiche basato su modello multi-agente.

Le comunità microbiche rivestono un ruolo fondamentale in svariati campi, come ad esempio l'insieme dei microorganismi che convivono all'interno dell'intestino umano (gut microbiota) supportando ad esempio l'attività digestiva. Lo studio delle comunità microbiche è in continua evoluzione ma ancora non si è giunti ad avere un quadro completo sulle interazioni tra le comunità e l'ambiente circostante, soprattutto a causa della complessità della coltura e studio di alcune specie di microrganismi in laboratorio. Per questo, lo sviluppo di metodi computazionali che permettano di predire l'evoluzione di specie batteriche coesistenti in risposta a stimoli esterni, risulta di grande interesse nella comunità scientifica. Con questa idea è stato sviluppato un simulatore di comunità microbiche, scritto in linguaggio Python, basato su un modello Agent Based (ABM) finalizzato a mimare l'interazione di agenti autonomi da cui ottenere l'evoluzione del sistema complessivo. Lo scopo di questo elaborato è ottenere una panoramica sulla reperibilità di dati biologici di specie batteriche e terreni di coltura, al fine di sviluppare un framework per l'integrazione degli stessi nel simulatore. Questo col fine ultimo di rendere le simulazioni quantitativamente realistiche. Per fare ciò sono stati studiati vari database, i principali sono: BacDive, MediaDive, Agorà, AGREDA. Dato il grandissimo numero di reazioni e metaboliti presenti nei metabolismi dei microorganismi non è immediato trovare i dati utili necessari; questo ha richiesto lo studio approfondito dei database, in modo tale da capire quali dati fossero effettivamente utilizzabili. Ulteriori sviluppi futuri potranno essere: • Ampliare la caratterizzazione spaziale, così da riuscire ad effettuare delle simulazioni in due dimensioni (ad esempio simulando così la crescita di batteri in una piastra Petri) e possibilmente anche in strutture tridimensionali. • L'implementazione di un flusso dinamico di metaboliti (ad esempio simulando un tratto intestinale con un bolo in entrata). • La validazione dei risultati ottenuti tramite test in laboratorio su sotto-insiemi di batteri e metaboliti gestibili manualmente.