Auto-organização celular em cultura: do acaso à mobilidade dirigida por gradientes induzidos por células

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Molica, Kelly Aparecida
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Física
• Palavras-chave em Português: Formação de padrões (Ciências físicas); Agregação celular; Aderência celular; Sistemas auto-organizáveis; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31106; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.305

A agregação celular envolve os processos de movimento, de desprendimento de par- tículas, de aderência e de colisões que são essenciais para a regeneração de tecidos, a morfogênese e a progressão do câncer. Neste sentido, nosso trabalho propõe um modelo baseado em agentes híbrido para a agregação celular observada em cultura de monocamada. Assim, consideramos o candidato mais simples para esse sistema o CCA (Cluster Cluster Aggregation) e incluímos as ações de morte, replicação e despren- dimento de partículas. Investigou-se os efeitos de cada ação no modelo CCA com foco no padrão das estruturas geradas na simulação e na evolução dos agregados ao longo do tempo. Os resultados mostram que no modelo original as formas dos agregados são ramificadas e as funções de distribuição de tamanho (quantidade de agregados de tamanho s no tempo t) exibem comportamento em lei de potência para alguns regimes. A adição de replicação no modelo original altera o padrão das estruturas dos agregados, elas tornam-se maiores rapidamente e possuem formas mais compac- tas. Por sua vez, a morte no modelo CCA altera o comportamento da lei de escala para um decaimento exponencial, o que indica presença de tamanho característico. O desprendimento de partículas também altera o padrão das estruturas e a função de distribuição ao longo do tempo. Além disso, consideramos todas as ações simultane- amente no modelo CCA e alteramos o movimento browniano dos agregados para um movimento guiado por sinais químicos (quimiotaxia) via equação de difusão. Neste caso, o padrão dos agregados é alterado e as funções de distribuição também modi- ficam seu comportamento. Além da perspectiva obtida via simulação, estudamos a dinâmica da agregação por meio da equação de taxa proposta por Smoluchowski com inserção dos termos de morte, desprendimento de partículas e replicação. Embora es- sas equações sejam resolvidas numericamente com pouco custo computacional não consideram informações espaciais relevantes para o contexto estudado. Palavras-chave: Formação de padrões. Matéria ativa viva. Fenômenos de agregação.