Um modelo estocástico para a migração de células individuais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Fortuna, Ismael
• Orientador(a): Almeida, Rita Maria Cunha de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Simulação computacional; Sistemas dinâmicos; Método de Monte Carlo
• Palavras-chave em Inglês: Cell Mobility; Computational Simulations; Systemic Biology; Dynamic Systems; Monte Carlo Method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/217472

O estudo de processos biológicos que produzem a dinâmica de sistemas vivos utilizando ferramentas matemáticas e computacionais é uma área de grande interesse da ciência moderna, e a mobilidade celular é um de seus temas principais, pois está presente em diversos processos de tecidos saudáveis e de doenças, como no desenvolvimento do câncer. A partir de dados experimentais de diversos laboratórios com diferentes tipos de células aplicando técnicas de análise estatística, foi proposta uma modificação na teoria canônica para ajustar o comportamento das células para escalas de tempo pequenas. Também foi desenvolvido um modelo computacional em ambiente virtual CompuCell3D para a simulação de migração de células eucariontes sobre substrato plano, utilizando método de Monte Carlo. Diferente de outros modelos apresentados na literatura, este modelo é tridimensional e simula o comportamento de uma célula composta pelas organelas intracelulares que estão envolvidas na biomecânica do movimento celular. As simulações reproduzem, espontaneamente, o processo de quebra de simetria que permite que a célula comece a migrar de forma persistente. Ainda assim, as simulações apresentaram baixo custo computacional, gerando a perspectiva de implementação para o estudo do movimento coletivo de células ou de engenharia de tecidos. São apresentados todos os passos necessários para a implementação de simulações de mobilidade celular em ambiente CompuCell3D. Os resultados da tese indicam um protocolo para a medida de mobilidade celular que possibilita a comparação entre os resultados de diferentes experimentos ou simulações apenas por um parâmetro adimensional. Este protocolo evita erros como na determinação da velocidade média das células. Os resultados das simulações indicam a existência de uma correlação entre a polarização da célula e o seu deslocamento futuro, no entanto, esta correlação ainda não está totalmente caraterizada.