I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

I SIMPOSIO 2023 ESTUDIO DE IDENTIFICABILIDAD ESTRUCTURAL Y AJUSTE DE PARÁMETROS DE MODELOS BIOLÓGICOS DINÁMICOS RESUMEN Este trabajo de investigación se encuentra inmerso enunproyec- to de optimización de producción de bioproductos, mediante el diseño de medios de cultivo y estrategias de alimentación de células animales. La implementación de este proyecto puede contribuir al desarrollo de la industria biotecnológica en Chile, potenciando la producción de biosimilares y disminuyendo el consumo de recursos. En particular, se busca contestar si es o no posible inferir valores únicos de los parámetros desconocidos de un modelo dinámico, que describe el metabolismo de células animales. Así, el obje- tivo del trabajo consiste en resolver el problema de estimación de parámetros del modelo en cuestión. Para ello, primero se es- tudiará la propiedad de identificabilidad estructural. El modelo a estudiar es predictivo, dinámico y fenomenológico; describe los balances de masa de metabolitos y nutrientes celu- lares mediante un sistema de ecuaciones diferenciales, incluy- endo características metabólicas específicas de las líneas celu- lares a estudiar (CHO-TPA, PK15, HEK293). A partir de los resultados de identificabilidad surgen dos op- ciones: que el modelo sea identificable o que no lo sea. Si no es identificable, se deberán plantear modificaciones estructura- les al modelo (redefinición de variables, parámetros y/o ecua- ciones), de forma iterativa, hasta que se cumpla la propiedad. Si resulta identificable, entonces se procede a diseñar e implemen- tar una estrategia de ajuste de parámetros. Se contempla el diseño y evaluación de al menos dos estrategias de resolución del problema inverso. Una estrategia frecuentista (o clásica), planteando un problema de optimización, y otra con enfo- que bayesiano. No se descarta la opción de una tercera estrategia. 1 Process Modeling and Distributed Computing Lab, DIQBM, Universidad de Chile. 2 Mammalian Cell Culture Lab, DIQBM, Universidad de Chile. *Email: aaroncanalesv@gmail.com Aarón Canales 1* , Bastián Herrera 1 , Francisca Pizarro 1 , J. Cristián Salgado 1 , Ziomara Gerdtzen 2