Modelo estocástico de filopodios

DANIELA SENRA; NARA GUISONI; LUCIANA BRUNO

Buenos Aires

Taller; XX Giambiagi Winter School: Physicists in the world of health: a transdisciplinary meeting; 2018

DF, UBA

La migración celular tiene un rol esencial en diversos procesos biológicos. La motilidad está involucrada en fenómenos como la cicatrización y la respuesta inmune. Por otro lado, algunaspatologías como el cáncer están relacionadas con alteraciones en el movimiento celular ya que las células cancerosas pueden desprenderse del tumor original y diseminarse por el organismo huésped en un proceso denominado metástasis. La capacidad de las células tumorales de diseminarse a partir del sitio de tumor primario y generar metástasis es la principal causa de morbilidad en los casos de tumores sólidos. Así, la comprensión de los complejos mecanismos subyacentes a la movilidad y comunicación celular también es de especial relevancia en el caso de células tumorales para el desarrollo y mejoramiento de técnicas terapéuticas, diagnósticas y preventivas. Las células poseen diferentes estructuras que intervienen en el movimiento celular talescomo los flagelos, pseudópodos, cilios, filopodios, entre otros. En este contexto, uno de los principales mecanismos de migración celular es la emisión de proyecciones citoplasmáticas denominadas filopodios. Los filopodios son extensiones de la membrana plasmática formados porfilamentos de actina paralelos que se encuentran entrelazados por proteínas de empaquetamiento. Estas protrusiones funcionan como sensores del ambiente tanto de la matriz extracelular como de las células vecinas, y guían el movimiento celular. El movimiento celular mediante filopodios se puede describir como una sucesión coordinada de eventos de protrusión, anclaje y retracción. En el presente trabajo se desarrolla un modelo estocástico para estimar la densidad de filopodios en la membrana celular. El modelo considera la generación de precursores, la maduración de estos en filopodios y las colisiones entre dichas estructuras. Mediante simulaciones de Monte Carlo se obtiene la distancia interfilopodial promedio y distribuciones de filopodios en la membrana celular. En paralelo, se realiza un análisis estadístico de imágenes de microscopía decélulas tumorales. Se estudia la distribución de filopodios en la membrana celular y la densidad filopodial y luego se contrastan dichos resultados con las predicciones del modelo propuesto.