Modelado matemático de la interdependencia entre la dinámica de ATP extracelular y del volumen celular en eritrocitos humanos

ÁLVAREZ H A; LEAL DENIS M F; SCHWARZBAUM P; CHARA O

Merlo, San Luis

Congreso; 100a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2015

Asociación Física Argentina

Los glóbulos rojos humanos mantienen una concentración de Adenoín Trifosfato (ATP) 1000 veces mayor en el interior celular que en el medio extracelular. Esto no es de sorprender, si se tiene en cuenta que el ATPes la ?moneda de cambio? energética a esta escala. Sin embargo, existen estímulos (principalmente mecánicos y farmacológicos) que producen la liberacióon de ATP al medio extracelular. En particular, se ha demostradoque esta molécula interviene en los procesos de señalización, asociados a cambios en el volumen celular. El péptido Mastoparan-7 (MST7), una toxina derivada del veneno de avispa, induce una liberación de ATP en glóbulos rojos humanos y, recientemente, nuestro grupo demostró que este p´eptido induce un aumento agudo del volumen de estas células. El objetivo general de este trabajo fue elucidar los mecanismos subyacentes a la dinámica del volumen celular y del proceso de señalización mediado por ATP en el medio extracelular (ATPe). Para ello se recurrió a modelado matemático mediante Ecuaciones Diferenciales Ordinarias no autónomas. Proponemos diferentes hipótesis referidas a distintos mecanismos de transporte de ATP, iones y agua, a trav´es de las membranas del glóbulo rojo humano y las contrastamos con resultados experimentales de cinéticas de ATP extracelular (ATPe) y de volumen celular de eritrocitos humanos estimulados por MST7. Concluimos que los datos experimentalessolo son compatibles con un mecanismo de salida de ATP mediado por dos canales mecano-sensibles y con un aumento del volumen celular dependiente del transporte de sodio, parcialmente dependiente de la concentraciónde ATPe. Nuestras perspectivas a corto plazo consisten en estudiar nuestro modelo en el contexto de glóbulos rojos infectados con el parásito Plasmodium falciparum, uno de los principales agentes causantes de la malaria.A largo plazo, se espera, mediante futuros trabajos experimentales o de modelado, determinar cuan general es el mecanismo aquí propuesto.