Difusión anómala de células: ¿cuál es el origen?

NARA GUISONI; KARINA MAZZITELLO; LUIS DIAMBRA

Santa Fe

Congreso; 104a Reunión Nacional de Física (RAFA 2019); 2019

AFA

El movimiento celular es un proceso dinámico complejo, resultado de la interacción de múltiples elementos a nivel intra y extra-celular. Actualmente no hay una comprensión unificada sobre la dinámica de este movimiento. Por un lado existen resultados experimentales que muestran una migración Browniana de células embrionarias de la retina, mientras quepara células epiteliales y agregados de células de Hydra se reporta una difusión anómala, es decir que el desplazamiento cuadrático medio tiene dependencia no-lineal con el tiempo. Ası́, es de gran utilidad la formulación de modelos matemáticos que consideren los principalesaspectos en cuestión y que permitan testar hipótesis. Recientemente hemos propuesto una modificación al modelo de Potts celular para estudiar el movimiento activo de células. En ese sentido incluimos un campo que actúa en cada célula generando un movimiento uniforme cuya orientación cambia según una dinámica tipo Ornstein-Uhlenbeck. Para entender cuál es el origen del movimiento anómalo consideramos dos tipos de actualizaciones en la orientación del campo de fuerzas. En el primer caso la nueva dirección del campo está relacionada con la orientación previa del propio campo (im-plementación ?naive?) mientras que en el segundo tipo de actualización, la nueva orientación depende del desplazamiento previo que ejecutó la célula (implementación con retroalimentación). En la implementación con retroalimentación, la célula ?decide?su próxima dirección considerando su historia previa, es decir, interacciones con otras células u obstáculos que la desviaron de la orientación determinada por el campo. En el caso ?naive?la dirección del movimiento celular sólo tiene en cuenta el campo, sin considerar las influencias del entorno. Nuestros resultados indican que en ambos casos la dinámica Ornstein-Uhlenbeck incorpora correlación temporal en la orientación del movimiento. Sin embargo, el movimiento conretroalimentación resulta en una mayor correlación espacial y en ciertas circunstancias esta implementación conlleva a una difusión anómala cuando la implementación ?naive?presenta difusión normal. Nuestros resultados sugieren que la difusión anómala estarı́a vinculada a la capacidad de la célula de percibir el entorno, evitando obstáculos y ası́ incrementando sudesplazamiento a mayores valores que los previstos por el movimiento Browniano.