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Movimentos coletivos no reservatório e largura de canal determinam modos de propagação celular

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Movimentos coletivos no reservatório e largura de canal determinam modos de propagação celular

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Título Movimentos coletivos no reservatório e largura de canal determinam modos de propagação celular
Autor Godolphim, Paulo Casagrande
Orientador Brunnet, Leonardo Gregory
Data 2017
Nível Graduação
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Física. Curso de Astrofísica: Bacharelado.
Assunto Células
Cicatrização
Simulação computacional
Resumo Cicatrização eficiente de feridas é uma vantagem evolutiva adquirida durante milhões de anos de mutações e seleção natural. Este mecanismo é importante não só pelo seu claro papel biológico, mas também para o estudo de crescimento de tecido, migração coletiva de células e seus processos de interação célula-célula, dinâmica e transporte de informação em sistemas altamente fora de equilíbrio, crescimento de tumores. Nossa motivação vem com um experimento in vitro de cicatrização - por Vedula et al 2012 - onde foi mostrado que diferentes tipos de confinamento geométrico induzem os movimentos emergentes celulares em distintos padrões de migração. Nós usamos um modelo de matéria ativa para simular uma versão in silico do experimento de Vedula com o objetivo de identificar os mecanismos físicos responsáveis pelos padrões observados e o efeito dos contornos. Mostramos, juntamente com outros resultados, que o formato do reservatório a partir do qual as células migram também define padrões emergentes como os encontrados experimentalmente. Esse detalhe não foi mencionado nos resultados experimentais, mas resultou ser fundamental nas simulações. Assim, concluímos que, estando correta a hipótese de modelamento de matéria ativa usada, a forma e o tamanho do reservatório são aspectos fundamentais a serem analisados em experimentos futuros.
Abstract Efficient wound healing is an evolutive advantage acquired over millions of years of mutations and natural selection. This mechanism is important not only for its obvious biological role, but also for the study of tissue growth, collective cell migration and the cell-to-cell feedback process, dynamics and transport of information in systems far from equilibrium and in tumor growth. Our motivation came from a wound healing in vitro experiment - by Vedula et al 2012 - where it was shown that different types of geometric confinement induce cells emergent movement into distinct migration patterns. We used an active matter model to simulate an in silico version of Vedula’s experiment aiming to understand further collective movement response to this kind of geometrical boundaries. We show, along with other results, that the shape of the reservoir – where cells are migrating from – also defines emerging patterns as those found experimentally in vitro, previously associated only to diferent track widths. This detail was not mentioned in the experimental result, but resulted to be fundamental in the simulations. Hence, within the limits of the active matter approach followed here, we conclude that the shape and size of the reservoir are fundamental aspects to be analyzed in future experiments.
Tipo Trabalho de conclusão de graduação
URI http://hdl.handle.net/10183/164900
Arquivos Descrição Formato
001044258.pdf (7.303Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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